基于單片機(jī)的頻率、電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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(3)單片機(jī)處理控制電路
單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和單片機(jī)的總體性能，如運(yùn)算速度、抗干擾能力、I／O端口、中斷源、存儲(chǔ)容量、性價(jià)比等，我們采用性能優(yōu)越的AT89C52芯片作為核心。在設(shè)計(jì)中，其外圍控制電路如圖4所示。
(4)串口通訊電路
當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部處理了數(shù)據(jù)后，通過(guò)RS 422串口將所得的頻率、電壓值發(fā)送至上位機(jī)，RS 422串口具有較好的抗干擾能力，保證了數(shù)據(jù)通訊的可靠性。其電路圖如圖5所示。
(5)電路抗干擾處理
通常在單片機(jī)的工作現(xiàn)場(chǎng)中存在許多干擾源，這些干擾源會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，因此必須進(jìn)行抗干擾處理。在實(shí)際中主要的干擾是電源干擾，數(shù)字模擬電路間的相互作用等，所以抗干擾處理主要也是針對(duì)這些方面。
抑制電源的干擾通常使用線路濾波器消除電源脈沖干擾的高頻分量，用隔離變壓器隔離感應(yīng)干擾的傳輸。在該設(shè)計(jì)中，對(duì)交流電采用隔離變壓器隔離降壓，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管、電容去耦、濾波處理，電壓波形穩(wěn)定，無(wú)毛刺。對(duì)。DC-DC的輸入直流電壓，設(shè)計(jì)中在DC-DC前端利用電源濾波器結(jié)合電容進(jìn)行濾波處理，避免了電源模塊干擾。另一方面，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，使模擬電路部分和數(shù)字電路部分在PCB上分割清晰，還進(jìn)行了地線加粗處理，使地線盡可能連成網(wǎng)狀，并對(duì)數(shù)字部分敷銅接地處理，提高了抗干擾能力。由于設(shè)計(jì)以原理摸底為目的，所以使用元器件時(shí)，兼顧成本考慮，例如在AD790芯片類型選擇時(shí)，選用了JN型，而沒(méi)有選AQ型，因?yàn)榍罢邽楣I(yè)級(jí)，后者為軍品級(jí)，在價(jià)格上相差甚遠(yuǎn)。
2 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)
2.1 軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
該設(shè)計(jì)的軟件主要是根據(jù)設(shè)計(jì)的功能在KeilC51下編寫的，軟件能可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。該設(shè)計(jì)軟件具有以下特點(diǎn)：
(1)軟件結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)潔、合理；
(2)各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化、子程序化，這樣既便于調(diào)試、連接，又便于移植修改；
(3)調(diào)試過(guò)的程序進(jìn)行規(guī)范化，除去修改“痕跡”，規(guī)范化的程序可為以后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。
2.2 控制信號(hào)組合表
AD574A的工作狀態(tài)由CE，CS，R／C，12／8，A0這5個(gè)控制信號(hào)決定。這些控制信號(hào)的組合功能如表1所示：
3 結(jié) 語(yǔ)
該設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了軟硬件的調(diào)試。系統(tǒng)上電后，對(duì)輸入電壓進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，輸出端數(shù)據(jù)發(fā)生了相應(yīng)的變化。通過(guò)對(duì)輸出量化數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，求得電壓值，與前端實(shí)際輸入電壓值進(jìn)行比較，誤差在±0.1 V內(nèi)，串口送出的頻率值誤差在±1 Hz。通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，能夠穩(wěn)定、可靠地進(jìn)行電壓、頻率測(cè)量。
評(píng)論