智能仪表频率发生器设计毕业论文.docVIP

燕山大学 《嵌入式智能仪表》三级项目设计说明书 题目： 频率发生器设计13仪表一班 学生姓名 小组成员 小 组： 第一组 摘要 本系统以低功耗单片机stm32为主控器件，分为模块条理清晰控制方便完成了题目的所有基本和发挥要求。 前言 智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速发展了推动力。互联网时代，向着多功能、、网络化，在越来越多的领域发挥了替代的作用 实验内容 1．设计放大器电路。 2．设计嵌入式系统电路及程序，实现频率发生器基本功能，可以产生三种标准波形：正玄波、三角波和方波。 3．编写嵌入式系统程序，实现函数频率发生器功能，可以对标准波形设计频率、周期、最大值、最小值、峰峰值、偏移量和方波占空比。 4．编写嵌入式系统程序，实现随机频率发生器功能，输出波形。 实验设备 1.示波器、信号发生器、万用表 2.STC单片机开发板、C8051F开发板、STM32开发板 实验器件： STM32F103ZET6、ADUC7026 实验方案方案 采用此方案 采用键盘输入，这是最基本的方法。优点是输入值精确。但用户自定义输入时无法自由输入想要的特殊波形，而且输入数据繁琐，操作麻烦，由于实现相对简单，故本实验采用该方案。 系统设计分析） 运算放大电路 R1是耦合电阻，R2,R3都为分压式反馈电阻。R2和R1的电压比例为1：2，OUT2的电压为-5v~0v,在第二级运放中要把-5v~0v之间的电压转变为-5v~5v，即第一级运放转换成电压量的值没增加或减少1v,第二级运放产生的电压就减少或增加2v。 （2） （1）是波形发生器的主流图，由系统初始化和人机交互模块组成，其中液晶显示子模块和键盘输入处理子模块占用单片机主要处理时间，单片机反复运行该模块程序人机交互模块相当于系统的监控程序； （2）是定时中断服务流程图，波形发生模块放置在定时中断服务程序中，系统每隔一定时间，产生一个定时中断，暂停主流程运行，转到定时中断服务程序起始处，执行波形发生模块，该模块输出一个样值后，结束此次中断服务，返回主流程断点处继续运行。反复多次定时中断服务，从而完成波形生成。 （3）键盘输入处理子模块 在具体实现时，键值识别部分作为主程序，键功能处理部分作为子程序，它们之间的关系是主程序调用子程序。键盘的工作过程： 1）扫描键盘，获得列扫描码和行状态码，从而确定被按下的按键的键值； 2）根据键值，通过散转表，跳转到相应的键功能处理部分； 3）进入键处理部分，完成键功能； 4) 完成一次键输入工作 通过键盘对单片机系统进行设置，每按一次键，键盘都会有上述的处理过程，每次仅能完成一个键功能。在实际设置波形参数时，一个参数需要多个键功能来实现，那么相应的键盘也要多次完成键值识别，跳转键处理的工作过程。 （4）函数参数设置 1）正弦波归一化数据生成函数 S(t)=sin(t) /(2K) 2）三角波归一化数据生成函数 T(t)=t/(63 *2K) (t64) T(t)=(127-t)/(63 *2K) (64t128) T(t)=(t-128)/(63 *2K) (128t192) T(t)=(255-t)/(63 *2K) (192t256) 3）方波归一化数据生成函数 根据电压分辨率可以得出方波归一化数据生成函数为： F(t)= 1/(2k) (0t128) F(t)= - 1/(2k) (128t256) 4）5次谐波数据的生成函数 W(t)=a*sin(t)+b*sin(2t+m)+c*sin(3t+n)+d*sin(4t+p)+ e*sin(5t+q) 此函数要求幅值和相位参数：a.b.c.d.e.m.n.p.q 5）正弦波、方波、三角波线性组合波数据生成函数 D(t)=a*S(t)+ b*F(t+m)+ c*T(t+n) （5）实验参考程序 /*---------------------------------------------------------------------------- * 功 能 ：STM32 DAC 数模转换(正弦波/矩形波/波)输出实验 * 说 明 ：按 SW5 输出正弦波 / 按 SW4 输出矩形波 / 按 SW3 输出波, 输出端口 PA4 *-----------------