智能化課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　2 總體方案設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 方案比較2</p><p>　　2.1.1 方案一2</p><p>　　2.1.2 方案二3<

2、/p><p>　　2.2 方案論證4</p><p>　　2.3 方案選擇4</p><p>　　3 單元模塊設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.1 電壓變換電路5 </p><p>　　3.1.2波形轉(zhuǎn)換電路5</p&g

3、t;<p>　　3.1.3異或電路6</p><p>　　3.1.4單片機(jī)測(cè)量、控制電路7</p><p>　　3.1.5數(shù)碼管顯示電路7</p><p>　　3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇8</p><p>　　3.3特殊器件的介紹9</p><p>　　3.3.1 STC89C52單片機(jī)

4、特點(diǎn)及特性9</p><p>　　3.3.2 UA741運(yùn)算放大器的功能和特點(diǎn)10</p><p>　　3.4 各單元模塊的聯(lián)接12</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)13</b></p><p>　　4.1軟件設(shè)計(jì)原理及使用工具13</p><p>　　4.1.1設(shè)計(jì)原理13&l

5、t;/p><p>　　4.1.2使用工具13</p><p>　　4.2軟件設(shè)計(jì)流程框圖14</p><p>　　5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)15</p><p><b>　　6結(jié)論16</b></p><p><b>　　7總結(jié)與體會(huì)17</b></p><

6、;p><b>　　8致謝18</b></p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　附錄一：20</b></p><p><b>　　附錄二：25</b></p><p><b>　　附錄三：2

7、6</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　在實(shí)際工作中，常常會(huì)遇到兩列頻率相同信號(hào)之間存在相位差，那么就需要測(cè)量它們之間的相位差。電力系統(tǒng)中的電機(jī)并網(wǎng)合閘時(shí)，需要兩電信號(hào)的相位差在允許的范圍內(nèi)才能進(jìn)行，這時(shí)需要精確測(cè)量?jī)闪泄ゎl信號(hào)之間的相位差，相位差測(cè)量在工業(yè)自動(dòng)化，智能控制、通訊及電子技術(shù)等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著

8、計(jì)算機(jī)軟硬件的日益發(fā)展。在測(cè)試系統(tǒng)中，以數(shù)字信號(hào)處理為核心的軟件法測(cè)量技術(shù)越來(lái)越多的得到廣泛的用。在電工儀表、同步檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理以及電工實(shí)驗(yàn)中,常常需要測(cè)量?jī)闪型l信號(hào)的相位差。相位測(cè)量的方法很多,典型的傳統(tǒng)方法是通過(guò)顯示器觀測(cè),這種方法誤差較大,讀數(shù)不方便。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)一種數(shù)字式工頻電壓相位差測(cè)量?jī)x。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的思想是先通過(guò)變壓器將電機(jī)和電網(wǎng)電壓降壓，降壓后將該電壓通過(guò)電壓跟隨器提高輸入阻抗

9、，降低輸出阻抗。然后再通過(guò)過(guò)零比較器將兩列正弦波整形成方波信號(hào)，兩列方波信號(hào)被送入異或門輸出。輸出信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)采樣計(jì)算其高電平時(shí)間，通過(guò)時(shí)間關(guān)系將對(duì)應(yīng)的相位關(guān)系計(jì)算并送數(shù)碼管顯示。相位差若在允許并網(wǎng)范圍內(nèi)則發(fā)送觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)并網(wǎng)。整個(gè)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)的采樣、計(jì)算和控制是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)所采用的控制芯片為STC89c52,12MHZ晶振此芯片功能較為強(qiáng)大,采用 12MHZ晶振，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>

10、;　　本課程設(shè)計(jì)是配合課堂教學(xué)的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它能起到鞏固課堂和書本上的知識(shí)，加強(qiáng)綜合能力，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果，培養(yǎng)資料搜集和匯總的能力，培養(yǎng)總體設(shè)計(jì)和方案論證的意識(shí)，提高硬件，軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的綜合能力， 提高軟件和硬件聯(lián)合調(diào)試的能力，掌握相關(guān)開發(fā)軟件，仿真軟件的使用方法?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)在應(yīng)用上得到飛速發(fā)展，因此，學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)必須緊跟實(shí)際連接。掌握這方面的知識(shí)更重要強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。該課程設(shè)計(jì)給我們

11、提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，它要求我們結(jié)合課堂上和書本中學(xué)到的知識(shí)去獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)硬件系統(tǒng)，它是我們邁向?qū)嵺`和應(yīng)用的橋梁，我們學(xué)習(xí)書本上的知識(shí)是一個(gè)不斷積累的過(guò)程，而該課程設(shè)計(jì)卻使得我們能夠盡情發(fā)揮他們，讓我們更了解計(jì)算機(jī)及軟硬件的結(jié)合使用，雖然課程設(shè)計(jì)的時(shí)間比較短，但它卻在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中占據(jù)了極其重要的位置。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p&

12、gt;<b>　　2.1 方案比較</b></p><p>　　對(duì)同一種目的的實(shí)現(xiàn)，可以用不同的方案，下面就著重介紹以下兩種方案對(duì)同一目的的實(shí)現(xiàn)方法。并比較兩種方案的優(yōu)劣。</p><p><b>　　2.1.1 方案一</b></p><p>　　雙蹤示波法：利用示波器雙蹤顯示功能，測(cè)量相位差，對(duì)固有相移測(cè)量尤其適用。&

13、lt;/p><p>　　測(cè)量方法是通過(guò)運(yùn)算放大器，將采集的兩列信號(hào)U(1),U(2)正玄波形轉(zhuǎn)換成方波，再通過(guò)LM399將兩列方波進(jìn)行比較，在一段時(shí)間里，波形相同輸出低電平，波形不相同輸出高電平。再把輸出的電壓比較信號(hào)，通過(guò)示波器顯示出來(lái)，在N個(gè)周期里，計(jì)算平均值。這樣就可以通過(guò)計(jì)算，來(lái)確定相位差。</p><p>　　圖 2.1原波形信號(hào)</p><p>　　圖2.2

14、轉(zhuǎn)換成的方波波形信號(hào)</p><p>　　圖2.3電壓比較后輸出高低電平信號(hào)</p><p><b>　　公式 1</b></p><p>　　測(cè)量具體過(guò)程，由公式1即可計(jì)算出相位差。T為一個(gè)波形周期，T1為N個(gè)波形的平均高電平時(shí)間。</p><p><b>　　2.1.2 方案二</b></

15、p><p>　　利用單片機(jī)AT89C52的自身捕捉功能 </p><p>　　測(cè)量方法：通過(guò)4個(gè)UA741運(yùn)算放大器和外圍電路，采集兩列頻率相同、相位不同的正弦波信號(hào)并將他們轉(zhuǎn)換成方波。通過(guò)CD4070異或門將兩列方波轉(zhuǎn)化成高低電平輸出信號(hào)。再將高低電平信號(hào)送入單片機(jī)AT89C52，通過(guò)程序處理，最終把相位差具體數(shù)字顯示在數(shù)碼管上。</p><p>　　使用單片機(jī)AT8

16、9C52中的CAP模塊的捕捉模式對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邊沿捕捉，單片機(jī)對(duì)送入P3.3口的信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)，測(cè)出高電平時(shí)間，通過(guò)公式：</p><p><b>　　來(lái)計(jì)算和編程。</b></p><p><b>　　圖2.4原波形信號(hào)</b></p><p>　　圖2.5轉(zhuǎn)換成方波波形信號(hào)</p><p>　　圖

17、2.6電壓比較后的高低電平信號(hào)</p><p>　　圖2.7 方案二原理框圖</p><p><b>　　2.2 方案論證</b></p><p>　　方案一 優(yōu)點(diǎn)：方便，簡(jiǎn)單。成本低。</p><p>　　缺點(diǎn)：由于示波器的精度和顯示延遲的弊端，還有易受干擾，以及人工讀數(shù)計(jì)算的誤差。使得這種方法的測(cè)量相位的精度不是很高

18、，該方法自動(dòng)化，智能化低，</p><p>　　方案二 優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，體積小，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣，測(cè)量結(jié)果顯示直觀，成本小，使用和安裝方便簡(jiǎn)單。涉及編程，硬件選著等專業(yè)知識(shí)的綜合考察。</p><p>　　缺點(diǎn)：測(cè)量精度與儀器制造精度密切相關(guān)，AT89C52晶振頻率越高，測(cè)量精度越高。</p><p><b>　　2.3 方案選擇</b&g

19、t;</p><p>　　綜合比較兩種方案考慮到成本和準(zhǔn)確度等因素及本次課程設(shè)計(jì)的要求，所以我們選擇第二個(gè)方案做為本次的設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　3 單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會(huì)對(duì)相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以

20、及核心器件進(jìn)行必要說(shuō)明。</p><p>　　3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 電壓變換電路</p><p>　　電壓轉(zhuǎn)換電路主要由DB電源變壓器直接將220V的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為6V的交流信號(hào)。</p><p>　　圖3.1電壓變換電路原理框圖</p><p>　　3.1.2波形轉(zhuǎn)換電

21、路</p><p>　　波形轉(zhuǎn)換電路采用了4個(gè)UA741運(yùn)算放大器，由電壓跟隨器電路和電壓比較器電路兩部分組成。</p><p>　　電壓跟隨器輸出電壓與輸入電壓是相同的，電壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。本電路后級(jí)的輸入阻抗比較小，那么信號(hào)就會(huì)有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級(jí)的輸出電阻中。在這個(gè)時(shí)候，就用電壓跟隨器來(lái)從中進(jìn)行緩沖，起到承上啟下的作用。</p><p>

22、　　電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。工作原理：電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近“無(wú)窮大”的運(yùn)算放大器。 電壓比較器的功能：比較兩個(gè)電壓的大小(用輸出電壓的高或低電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系)：（1）當(dāng)”+”輸入端電壓高于”－”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平；（2）當(dāng)”+”輸入端電壓低于”－”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平； 由于比較器的輸出只有低電平和高電平兩種狀態(tài)，所以其中的集成運(yùn)放常工作在非線性區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)上

23、看，運(yùn)放常處于開環(huán)狀態(tài)，又是為了使比較器輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換更加快速，以提高響應(yīng)速度，一般在電路中接入正反饋。在本電路中利用電壓比較器這一功能將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。</p><p>　　圖3.2 波形轉(zhuǎn)換電路原理圖</p><p><b>　　3.1.3異或電路</b></p><p>　　異或門是數(shù)字邏輯中實(shí)現(xiàn)邏輯異或的邏輯門，有2個(gè)輸

24、入端、1個(gè)輸出端。若兩個(gè)輸入的電平相異，則輸出為高電平1；若兩個(gè)輸入的電平相同，則輸出為低電平0。這一函數(shù)能實(shí)現(xiàn)模為2的加法，因此，異或門可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制加法。半加器就是由異或門和與門組成的。</p><p>　　真值表及圖形符號(hào)如下：</p><p>　　表3.1異或邏輯真值表</p><p>　　圖3.3異或門矩形符號(hào)

25、 圖3.4 異或門特異形符號(hào)</p><p>　　3.1.4單片機(jī)測(cè)量、控制電路</p><p>　　圖3.5 單片機(jī)測(cè)量、控制電路原理圖</p><p>　　單片機(jī)模塊結(jié)構(gòu)如上圖所示：其中采用12MHZ晶振、STC89C52型單片機(jī)、P0口作段選、P2口作片選、P3.7控制并網(wǎng)指示信號(hào)。單片機(jī)反復(fù)測(cè)量輸入信號(hào)并計(jì)算出其高電平時(shí)間，再通過(guò)函數(shù)關(guān)系將時(shí)間關(guān)系轉(zhuǎn)換

26、成相位差。單片機(jī)判斷相位差，若相位差在允許誤差范圍內(nèi)則賦P3.3口為低電平發(fā)光二級(jí)管熄滅允許并網(wǎng)。</p><p>　　3.1.5數(shù)碼管顯示電路 </p><p>　　本系統(tǒng)使用的是4位數(shù)碼管顯示模塊。4位數(shù)碼管顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、位數(shù)多、程序簡(jiǎn)單的諸多優(yōu)點(diǎn)，在各類儀表和低功耗系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)

27、數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到高電平，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮

28、。</p><p>　　在本電路版塊的設(shè)計(jì)中，考慮增加上拉電阻，以保護(hù)系統(tǒng)和提高系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力。</p><p>　　圖3.6 數(shù)碼管顯示電路原理圖</p><p>　　3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇</p><p>　　降壓變壓器：電機(jī)和電網(wǎng)側(cè)電壓都為220v，考慮到UA741運(yùn)算放大器的電壓承受能力及人為安全操作等因素選擇220V-6

29、V降壓變壓器，將兩列220V高電壓各自降壓成6V，并將課題轉(zhuǎn)化成測(cè)量?jī)闪?V電壓間的相位差。</p><p>　　UA741運(yùn)算放大器：我們的思路是先將兩路波形轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)再作進(jìn)一步處理，由UA741運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器連同過(guò)零電壓比較器就能達(dá)到要求。</p><p>　　CD4070異或門：兩列方波信號(hào)輸入異或門，根據(jù)其邏輯關(guān)系得到一列不對(duì)稱方波，為單片機(jī)的測(cè)量作好準(zhǔn)備工作。&l

30、t;/p><p>　　AT89C52單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)體積小，成本低且能通過(guò)編程對(duì)外圍電路實(shí)現(xiàn)計(jì)算控制，效率高且很方便。</p><p>　　4位數(shù)碼管顯示：通過(guò)單片機(jī)的測(cè)量及計(jì)算將相位差直觀的顯示出來(lái)。相位差的范圍為0°到 360°，相位差測(cè)量精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，選擇4位數(shù)碼管。</p><p>　　3.3特殊器件的介紹</p><

31、p>　　3.3.1 STC89C52單片機(jī)特點(diǎn)及特性</p><p>　　單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。</p><p>　　通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可

32、成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　單片機(jī)經(jīng)過(guò)幾代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓低功耗。</p><p>　　對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)對(duì)交通燈的核心控制芯片的基本結(jié)構(gòu)和特征以及主要引腳有比較詳細(xì)的了解。AT89S52 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)

33、含 4k bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　STC8

34、9C52單片機(jī)具有PDIP，TQFP和PLCC三種封裝形式。設(shè)計(jì)中采用的是PDIP封裝，其引腳排列如圖3.5所示。STC89C52單片機(jī)有40個(gè)引腳，具有如下特性：</p><p>　　片內(nèi)程序存儲(chǔ)器含有4KB的Flash存儲(chǔ)器，允許在線編程，擦寫周期可達(dá)1000次；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含128字節(jié)的RAM；I/O口具有32根可編程I/O線；具有兩個(gè)16位I/O線；中斷系統(tǒng)具有6個(gè)中斷源、5個(gè)終端矢量、2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)

35、的中斷結(jié)構(gòu)；串行口是一個(gè)全雙工的串行通信口；具有兩個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTR1；低功耗節(jié)電模式有節(jié)電模式和掉電模式；包含3級(jí)程序鎖定位；STC89C52的電源電壓為4.0-5.5V，STC89C52的電源電壓為2.7-4.0V；振蕩器頻率0-33MHz（STC89C52）；具有片內(nèi)看門狗定時(shí)器；靈活的在線片內(nèi)編程模式（字節(jié)和頁(yè)編程模式）；具有斷電標(biāo)志模式POF。</p><p>　　下圖是MCS-52系列單片

36、機(jī)的封裝圖： </p><p>　　圖3.7 STC89C52單片機(jī)引腳圖</p><p>　　STC89C52引腳功能如下：</p><p>　　--P0口——8位、開漏極、雙向I/O口。</p><p>　　--P1口——8位、雙向I/O口、內(nèi)部含有上拉電阻。</p><p>　　--P2口——8位、雙向I/O

37、口、內(nèi)部含有上拉電阻。</p><p>　　--P3口——8位、雙向I/O口、內(nèi)部含有上拉電阻。P3口除了通用I/O功能外，還有替代功能。</p><p>　　3.3.2 UA741運(yùn)算放大器的功能和特點(diǎn)</p><p>　　UA741運(yùn)算放大器的優(yōu)點(diǎn)：寬大范圍的共模電壓和無(wú)阻塞功能可用于電壓跟隨器。高增益和寬范圍的工作電壓特點(diǎn)在積分器、加法器和一般反饋應(yīng)用中能使電

38、路具有優(yōu)良性能。（1）無(wú)頻率補(bǔ)償要求；（2）短路保護(hù)；（3)失調(diào)電壓調(diào)零；（4）大的共模、差模電壓范圍；（5）低功耗。</p><p>　　圖3.8 UA741運(yùn)算放大器封裝圖</p><p>　　UA741運(yùn)算放大器各管腳功能如下：</p><p>　　管腳1和5為調(diào)零端。</p><p>　　管腳2為運(yùn)放反相輸入端。</p>

39、<p>　　管腳3為同相輸入端。</p><p><b>　　管腳4為負(fù)電源端。</b></p><p><b>　　管腳6為輸出端。</b></p><p><b>　　管腳7為正電源端。</b></p><p><b>　　管腳8為空端。</b&

40、gt;</p><p>　　3.4 各單元模塊的聯(lián)接</p><p>　　圖3.9 設(shè)計(jì)原理圖</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1軟件設(shè)計(jì)原理及使用工具</p><p><b>　　4.1.1設(shè)計(jì)原理</b></p>&l

41、t;p>　　在軟件設(shè)計(jì)中一共用到了三種設(shè)計(jì)軟件，一種是Proteus，主要用于設(shè)計(jì)原理圖的繪制及仿真，一種是keil C51編譯系統(tǒng)，主要用于調(diào)試、編譯STC89C52單片機(jī)程序,一種是STC-ISP V31，主要用于向單片機(jī)下載程序。</p><p><b>　　4.1.2使用工具</b></p><p>　　PROTEUS：PROTEUS是一個(gè)完整的嵌入式系

42、統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)，它包括原理圖輸入系統(tǒng)ISIS、帶擴(kuò)展的ProSpice混合模型仿真器、動(dòng)態(tài)軟件庫(kù)、高級(jí)圖形分析模塊和處理器虛擬系統(tǒng)仿真模型VSM。</p><p>　　Keil C51：Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)。該軟件對(duì)編寫的C語(yǔ)言源程序進(jìn)行編譯、匯編、連接等，還能進(jìn)行相應(yīng)的仿真。本設(shè)計(jì)利用其生成HEX文件下載到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試。</p>

43、;<p>　　3.STC-ISP 是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)STC系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。</p><p>　　4.2軟件設(shè)計(jì)流程框圖</p><p>　　5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)</p><p>　　系統(tǒng)功能：本設(shè)計(jì)是運(yùn)用于電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行前的相位測(cè)

44、量中。將兩列信號(hào)分別輸入到該系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)量計(jì)算后相位差直觀的顯示到數(shù)碼管上。且當(dāng)相位差滿足并網(wǎng)條件時(shí)，并網(wǎng)指示燈給出指示，可以運(yùn)行并網(wǎng)。</p><p>　　指標(biāo)參數(shù)：1、單片機(jī)是否能正常復(fù)位</p><p>　　2、相位差是否能準(zhǔn)確顯示</p><p>　　3、并網(wǎng)指示燈能否準(zhǔn)確指示</p><p><b>　　6結(jié)論<

45、;/b></p><p>　　相位差的測(cè)量作為一種重要的信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，在很多地方都可以見到它們的身影，尤其是在同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行中運(yùn)用的非常廣泛， 因此研究相位差的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。為了更加準(zhǔn)確的測(cè)量，這次課程設(shè)計(jì)通過(guò)采用UA741采集和轉(zhuǎn)換參考波形和被測(cè)波形將正弦波通過(guò)異或門轉(zhuǎn)換成矩形方波，來(lái)測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的N個(gè)方波的高脈沖寬度時(shí)間，通過(guò)求平均值，來(lái)測(cè)量相位差。本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)通過(guò)

46、編程控制，采樣，來(lái)達(dá)到測(cè)量相位差的目的，并通過(guò)四位七段數(shù)碼管，來(lái)顯示相位差具體大小。</p><p><b>　　本系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　本系統(tǒng)裝置原理簡(jiǎn)單、體積小、測(cè)量準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果顯示直觀、安裝簡(jiǎn)單、使用方便。</p><p>　　采用了單片機(jī)，使系統(tǒng)體積小、質(zhì)量輕，加強(qiáng)了靈活性和可靠性，修改、調(diào)試都很方便。<

47、/p><p>　　在相位測(cè)量?jī)x的輸入前端電路加入U(xiǎn)A741運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器，提高了輸入阻抗。</p><p>　　采用四位七段數(shù)碼管顯示，使顯示結(jié)果簡(jiǎn)單明了。</p><p><b>　　7總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　相位測(cè)量的方法有很多種，這次課程設(shè)計(jì)采用數(shù)字式相位測(cè)量的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩列信號(hào)的相位差的

48、精確測(cè)量并數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果。為了更加準(zhǔn)確的測(cè)量，這次課程設(shè)計(jì)采用了將正玄波通過(guò)異或門轉(zhuǎn)換成矩形方波，通過(guò)測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的N個(gè)方波的高脈沖寬度時(shí)間，通過(guò)求平均值，來(lái)測(cè)量相位差。采用AT89C52單片機(jī)通過(guò)編程控制，采樣，來(lái)達(dá)到測(cè)量相位差的目的，并通過(guò)4個(gè)數(shù)碼管，來(lái)顯示相位差具體大小。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，體積小，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣，測(cè)量結(jié)果顯示直觀，成本小，使用和安裝方便簡(jiǎn)單。 通過(guò)

49、UA741采集和轉(zhuǎn)換參考波形和被測(cè)波形，再通過(guò)74LS136把兩列波形的相位差信號(hào)送入AT89C52.，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理，輸出相位差，并顯示在數(shù)碼管上。這次課程設(shè)計(jì)遇到了很多問(wèn)題。通過(guò)老師和同學(xué)的幫助，課程設(shè)計(jì)順利完成。剛開始，老師為我們課程設(shè)計(jì)提出了寶貴的意見。為我們的設(shè)計(jì)思路起到了積極的作用。設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了很多問(wèn)題，學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)也不能很好的運(yùn)用到實(shí)踐中去，后面在老師和同學(xué)幫助下，迎刃而解。</p><p>

50、;　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我們小組成員通過(guò)自行設(shè)計(jì),自己買元件。在過(guò)程中遇到了很多挫折，不過(guò)這跟我們所收獲的相比，算不了什么。在這次設(shè)計(jì)中，我們學(xué)到了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力。</p><p>　　在這里，感謝老師細(xì)心的指導(dǎo)和教誨。老師無(wú)私的奉獻(xiàn)平易近人的作風(fēng)，深深留在我們腦海里。感謝身邊幫助我們的同學(xué)，謝謝你們的鼓勵(lì)和幫助。</p><p><b>　　8致謝</b>&l

51、t;/p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)能夠得以順利地完成，首先需要感謝指導(dǎo)老師王光宇老師在本次課程設(shè)計(jì)中對(duì)我們的悉心指導(dǎo)，王老師用其高度的責(zé)任感和過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)技能以及對(duì)同學(xué)們深深的關(guān)愛很好地指導(dǎo)了同學(xué)們的本次課程設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了一個(gè)教育工作者應(yīng)有的工作熱情與積極態(tài)度，在此，特向?yàn)楸敬握n程設(shè)計(jì)做出巨大貢獻(xiàn)的王光宇老師致以最誠(chéng)摯的謝意。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)還要感謝我們的團(tuán)隊(duì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)

52、過(guò)程中，是我們團(tuán)隊(duì)的堅(jiān)持不懈和積極努力，才使得本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，在此，特向陪著本次課程設(shè)計(jì)一起走過(guò)來(lái)的團(tuán)隊(duì)成員表示深深地感謝。</p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王兆安 ,劉進(jìn)軍. 電力電子技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2009.</p><p>　　[2] 張毅剛，彭喜元，董繼成.單片機(jī)原

53、理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　　[3]劉君華．現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社，1999.</p><p>　　[4]徐愛均．8051單片機(jī)實(shí)戰(zhàn)教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[5]譚浩強(qiáng)．MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004.</p&

54、gt;<p>　　[6]求是科技.8051系列單片機(jī)C語(yǔ)言設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2006.</p><p><b>　　附錄一：</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include"type.h"</p><p>

55、　　#include"LED_SHOW.h"</p><p>　　//--全局變量---------------------------</p><p>　　uint times; //定時(shí)器產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)間脈沖數(shù)</p><p>　　uchar XW[4];</p><p>　　//--函數(shù)聲明---------------

56、------------</p><p>　　void count();</p><p>　　/***********************************************</p><p>　　*名稱：Init_Timer0() </p><p>　　*說(shuō)明：定時(shí)器初始化函數(shù)</p><p><

57、b>　　*輸入：無(wú)</b></p><p><b>　　*輸出：無(wú)</b></p><p>　　***********************************************/</p><p>　　void Init_Timer0() //定時(shí)產(chǎn)生1個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖</p><p>

58、;　　{ //定時(shí)時(shí)間為50us</p><p>　　EA=0; //關(guān)閉總中斷</p><p>　　TMOD=0x01; //定時(shí)/計(jì)數(shù)器0非門控方式，工作方式1</p><p>　　TH0=0XFF; //定時(shí)器T0高四位賦值</p><p>　　TL0=0XC

59、E; //定時(shí)器T0低四位賦值</p><p>　　EA=1; //開總中斷</p><p>　　ET0=1; //打開定時(shí)器0中斷</p><p>　　TR0=1; //定時(shí)器0開始計(jì)數(shù)</p><p><b>　　

60、}</b></p><p>　　/***********************************************</p><p>　　*名稱：Intserv0_Timer0() </p><p>　　*說(shuō)明：定時(shí)/計(jì)數(shù)器0中斷服務(wù)子函數(shù)</p><p><b>　　*輸入：無(wú)</b></

61、p><p><b>　　*輸出：無(wú)</b></p><p>　　***********************************************/</p><p>　　void Intsersvr_Timer0() interrupt 1 </p><p><b>　　{ </b><

62、;/p><p><b>　　ET0 = 0; </b></p><p>　　TH0=0XFF; //定時(shí)器T0高四位賦值</p><p>　　TL0=0XCE; //定時(shí)器T0低四位賦值 </p><p>　　if(Test_In==1)</p><p><b>　　{&

63、lt;/b></p><p><b>　　times++;</b></p><p>　　LED=~LED;</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</

64、b></p><p><b>　　count();</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　ET0 = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/

65、***********************************************</p><p>　　*名稱：count() </p><p>　　*說(shuō)明：相位計(jì)算函數(shù)</p><p><b>　　*輸入：無(wú)</b></p><p><b>　　*輸出：無(wú)</b></p>

66、<p>　　***********************************************/</p><p>　　void count()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　float num;</p><p><b>　　TR0=0;</b>&

67、lt;/p><p>　　num=(((times*0.05)/1000)/0.02)*360;</p><p><b>　　times=0;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　XW[0]=(const)num/1000;</p><p>

68、;　　XW[1]=(const)num%1000;</p><p>　　XW[2]=((const)num%1000)/100;</p><p>　　XW[3]=((const)num%1000)%100/10;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　/**********************

69、*************************</p><p><b>　　*名稱：main </b></p><p><b>　　*說(shuō)明：主函數(shù)</b></p><p><b>　　*輸入：無(wú)</b></p><p><b>　　*輸出：無(wú)</b>&

70、lt;/p><p>　　***********************************************/</p><p>　　main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Init_Timer0();//定時(shí)器0初始化 </p><p><b&

71、gt;　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　LED_Show(4,XW);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　#incl

72、ude <reg52.h></p><p>　　#include "type.h"</p><p>　　#include "LED_SHOW.H"</p><p>　　uchar code table[10] = </p><p>　　{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x

73、92,0x82,0xf8,0x80,0x90};</p><p>　　uchar code LED_W[4] = {0x01,0x02,0x04,0x08};</p><p>　　/********************************************************************</p><p>　　* 名稱 : Delay_1

74、ms()</p><p>　　* 功能 : 延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為 1ms * x</p><p>　　* 輸入 : x (延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))</p><p><b>　　* 輸出 : 無(wú)</b></p><p>　　****************************************************

75、*******************/</p><p>　　static void LED_Delay(uint i)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar x,j;</p><p>　　for(j=0;j<i;j++)</p><p>　　for(x=

76、0;x<=148;x++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********************************************************************</p><p>　　* 名稱 : LED_Display(uchar w,uchar num,uchar p

77、oint)</p><p>　　* 功能 : 數(shù)碼管的顯示</p><p>　　* 輸入 : uchar w,uchar num</p><p><b>　　* 輸出 : 無(wú)</b></p><p>　　***********************************************************

78、************/</p><p>　　void LED_Display(uchar w,uchar num)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DULA = 0xff;</p><p>　　DULA = num;// i 值的 個(gè)位數(shù)</p><p>　　W

79、EI = LED_W[w]; //點(diǎn)亮第一位數(shù)碼管</p><p>　　LED_Delay(10);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********************************************************************</p><p

80、>　　* 名稱 : LED_Show(uchar len,uchar *str)</p><p>　　* 功能 : 數(shù)碼管的顯示</p><p>　　* 輸入 : uchar w,uchar num</p><p><b>　　* 輸出 : 無(wú)</b></p><p>　　*********************

81、**************************************************/</p><p>　　void LED_Show(uchar len,uchar *str)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p

82、>　　for(i=0;i<len;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　LED_Display(i,table[str[i]]);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

83、<p>　　#ifndef __LED_SHOW_H_</p><p>　　#define __LED_SHOW_H_</p><p>　　#defineDULAP0 </p><p>　　#defineWEI P2</p><p>　　sbit Point = P0^7;</p><p>　

84、　void Time0_Init();</p><p>　　void LED_Display(uchar w,uchar num);</p><p>　　void LED_Show(uchar len,uchar *str);</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#ifndef __TY

85、PE_H_</p><p>　　#define __TYPE_H_</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#defineINT8Uunsigned char</p><p>　

86、　#defineINT16Uunsigned int</p><p>　　//管腳定義*********************************************************************************</p><p>　　sbit Test_In =P3^3;</p><p>　　sbit LED

87、 =P1^3;</p><p>　　//*****************************************************************************************</p><p><b>　　#endif</b></p><p><b>　　附錄二：</b>