基于单片机的电压频率监测系统设计毕业设计

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1、基于单片机的电压频率监测系统设计基于单片机的电压频率监测系统设计目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1问题的提出11.2设计的意义11.3设计的主要内容1第二章系统概述32.1电压/频率的测量方法32.1.1频率的测量原理32.1.1.1周期测量法42.1.1.2直接测频法72.1.2电压测量方法102.1.2.1A/D转换法102.1.2.2V/F转换法142.2方案选择162.3系统框图17第三章系统硬件电路的设计173.1单片机处理控制电路183.2频率信号预处理电路203.2.1小信号放

2、大电路203.2.2整形电路213.4A/D转换电路223.5复位电路部分263.6晶振电路部分283.7LCD显示电路293.7.1LCD选型293.7.2接口说明303.7.3指令描述313.7.4接口时序说明333.8电源电路的设计353.9串口通信电路37第四章系统控制软件设计414.1系统软件框图414.2频率测量子流程图424.3A/D转换子流程图444.4显示子程序454.5延时子程序46第五章误差分析475.1±1误差475.2时基误差47基于单片机的电压频率监测系统设计5.3周期测量法的

3、误差485.4多周期同步法的误差485.5进一步提高频率测量精度的方案49参考文献51中英文翻译52总结体会53致谢55附录56图目录图2.1AT89C52定时/计数器基本组成3图2.2测周法测量频率时序图4图2.3周期测量法流程图5图2.4多周期同步法测频原理图6图2.5同步法测量频率时序图6图2.6多周期同步测量法的流程图7图2.7直接测频率测频原理图8图2.8计数法设计软件流程图8图2.9直接测频法原理框图9图2.10三位并行A/D转换器原理图10图2.11逐次逼近型A/D转换器的工作原理图12图2

4、.12双积分型AD转换器的框图13图2.13双积分AD转换器波形图14图2.14施密特触发器型压控振荡器的原理性电路和电压波形15图2.15电容交叉充、放电型压控振荡器的原理图15图2.16LM331的电路结构框图16图2.17电压、频率检测系统框图17图3.1AT89C52单片机引脚图19图3.2频率信号预处理电路21图3.3降压电路22图3.4小信号放大电路22图3.5整形电路23图3.6施密特触发器对波形整形的原理图23图3.7ADC0809芯片管脚图24图3.8ADC0809内部结构图25图3.9

5、X25045引脚图27图3.10X25045看门狗电路硬件连接图28图3.11晶振电路29图3.12显示电路29图3.13LCD管脚图30图3.14读操作时序33图3.15写操作时序34图3.16直流稳压电源基本组成框图35图3.17常见整流滤波电路36基于单片机的电压频率监测系统设计图3.18电源电路36图3.19串口通信电路37图3.20九针串口引脚功能图38图3.21MAX232的引脚图39图4.1系统总流程图41图4.2频率测量子流程图43图4.3A/D转换子流程图44图4.4显示流程图46图5.

6、1原理波形图49图5.2量化时延原理50表目录表2.1并行比较型AD转换器的输入输出关系11表3.1P3口的第二功能20表3.2X25045指令及其含义28表3.3X25045状态寄存器28表3.4LCD接口说明表30表3.5RAM地址映像表32表3.5LCD接口时序表34表3.6RS-232C接口信号表38表5.1相对误差49兰州理工大学毕业设计说明书摘要随着信息化、数字化在各行各业的迅猛发展，工业系统中的信息化、数字化也将成为未来的发展趋势。尤其在狭小的空间操作时，经常要面对功能众多、大小不等、量程各

7、异的仪表盘，这些仪表盘不仅占用空间，而且不够直观，容易造成工作人员的误操作或反应滞后，给操作带来不必要的麻烦。因此利用交流电频率、电压测量的技术，设计出电压频率监测系统，可以简化系统的操作空间，提高工作效。本设计以单片机AT89C52为核心，结合外围信号放大、整形电路,通过对输出波形的计数和对模拟电压的采样、量化得到交流电频率和电压的数字量，将所得数据通过串行接口发送到上位机进行直观显示，很好的实现了对系统电压频率的监测。设计结构简单、测量误差小，具有很高的实用价值。关键词：单片机；频率；电压；采样；AT

8、89C52；AD0809；II兰州理工大学毕业设计说明书AbstractWithdigitalinformatizationintherapiddevelopmentofallwalksoflife,industrialsystemofinformatization,digitalwillalsobecomethefuturetrendofdevelopment.Especiallyinthenarrowspacewhenop