低频信号分析仪 电子设计报告文档格式.docx
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对信号进行整波并将微小交流电压量放大。
●放大模块:
。
单片机电路主要是通过编写程序来控制硬件电路。
因此,可以通过改变程序,提高测量精度。
二、硬件电路设计
2.1单片机系统
2.1.1MC9S12X128单片机
采用飞思卡尔单片机嵌入式开发系统。
MC9S12XS128具有59个I/O口,能满足各部分对I/O口的需求
MC9S12X128功能性能:
总线宽度:
16位指令集结构:
HCS12系列:
S12XS可编程输入输出端口:
91程序存储类型:
Flash程序存储量:
128KBEEPROM:
其它数据RAM大小:
8KB时钟频率max:
40MHz接口类型:
CAN/SCI/SPI计时器数:
12片内ADC:
8x12位片内DAC:
其它电压:
其它工作温度:
-40℃~125℃封装:
PQFP-80
2.1.2MC9S12X128各引脚
图5MC9S12X128的引脚图
2.2TFT显示系统设计
2.2.1TFT基本结构
TFT屏幕:
TFT(ThinFilmTransistor薄膜晶体管)是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种,TFT在液晶的背部设置特殊光管,可以“主动”对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也就是所谓的主动矩阵TFT(activematrixTFT)的来历,这样可以大大提高反应时间,一般TFT的反应时间比较快,约80ms,而STN则为200ms。
如果要提高就会有闪烁现象发生。
而且由于TFT是主动式矩阵LCD可让液晶的排列方式具有记忆性,不会在电流消失后马上恢复原状。
TFT还改善了STN会闪烁(水波纹)模糊的现象,有效地提高了播放动态画面的能力。
与STN相比TFT有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度,但是缺点就是比较耗电,而且成本也比较高。
2.3放大和比较模块
Op37芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
由于OP07具有非常低的输入失调电压(对于OP07A最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低(OP07A为±
2nA)和开环增益高(对于OP07A为300V/mV)的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
OP07管脚图
OP37特点:
超低偏移:
150μV最大。
低输入偏置电流:
1.8nA。
低失调电压漂移:
0.5μV/℃。
超稳定,时间:
2μV/month最大高电源电压范围:
±
3V至±
22V OP07芯片引脚功能说明:
1和8为偏置平衡(调零端),2为反向输入端,3为正向输入端,4接地,5空脚6为输出,7接电源+ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS最大额定值
三、系统的软件设计
软件调试主要是编写相应的程序,在电路仿真软件上仿真,直至到预期效果。
1.程序框图
主程序及各子程序的框图见图。
主程序框图LCD程序流程图
2.程序清单
根据程序流程图,编写相应的子程序和主程序。
程序清单见附录3。
四.测试数据
正弦波
20HZ
50HZ
幅值
有效值
频率
10mv
50
100mv
20
200mv
400
0.1937
0.1569
0.1563
500
0.2345
0.1736
0.1738
600
0.2996
0.1956
0.2956
0.1974
1v
0.5098
0.3598
0.3602
2v
1.0102
0.7003
1.0101
0.7001
3
1.5102
1.0491
1.5091
1.0501
4
2.0307
1.4108
2.0305
1.4105
5
2.4996
1.7483
1.7498
6
3.0314
2.1121
3.0305
2.1105
7
3.5204
2.4701
3.5201
8
4.0309
2.8213
4.0305
2.8205
9
4.5403
3.1721
4.5405
3.1705
10
3.43
3.47
500HZ
10K
100K
0.0509
0.0309
0.0305
10000
0.0308
99.99k
0.0917
0.0517
0.0516
0.1545
0.1437
0.1938
0.1439
0.2349
0.1749
0.2347
0.175
0.2997
0.1959
1
0.68
1.01
1.0301
0.695
1.4996
1.0396
1.4994
1.0398
1.5042
1.0405
2
1.4101
2.005
1.41
2.0113
1.4104
1.7296
2.4792
1.7292
2.4898
1.7321
2.09
3.0021
2.0895
3.0107
2.1003
3.4996
2.4396
3.4995
2.4394
2.78
3.9892
2.79
4.4996
3.1598
4.4899
3.1586
4.501
99.99
3.49
200K
199987
0.1958
0.1441
0.2367
0.1751
0.2998
0.1031
0.697
1.5021
1.0403
2.0124
1.4102
2.4959
1.7304
3.0102
2.9817
4.0011
4.4998
3.1594
方波
50mv
400mv
500mv
0.2549
5v
2.4588
10v
4.928
4.9127
9990
4.9113
4.9076
99990
199860
0.1986
0.251
0.5405
1.4876
4.9037
4.9825
三角波
0.0105*
0.1137
0.4996
4.9892
3.4172
2.9064
99930
199875
1.4788
1..4792
4.7037
2.8237
4.8829
2.9033
1.4736
4.9484
2.9688
2.9684
五.心得体会
在这次电子设计竞赛中我们使用了MC9S12X128单片机。
这让我对于单片机有了更多的了解。
同时在找资料的过程中学到了许多单片机课本上没有讲到的知识。
在这次电子设计竞赛过程中,我们通过在原有的输入系统进行了改进,使之测量频率和电压有效值精度更高,使之成为一个更加适用,功能更加完备的属于自己的一个系统。
在这个过程中让我对于C语言的编写有了更深入的体会。
在这次电子设计竞赛中,虽然花费了大量的时间和精力,但我却学到了许多在理论课程中无法学到的知识。
最重要的是让我懂得了合作的重要性,学会了如何与人更好的合作。
六、参考文献
[1] 李广弟.单片机基础[M].北京:
北京航空航天大学出版社,1994
[2] 阎石.数字电子技术基础(第三版).北京:
高等教育出版社,1989
1版
[3]张毅刚等编著.《单片机原理及应用》.北京:
高等教育出版社.2004年1月第1版
附录1电路简图
电压电路图
附录2元器件清单
元器件
描述
数量
MC9S12X128
单片机
液晶显示器
TFT
电阻
100
电容
47uF
晶振
11.0592MHz
电路板
10mm铜柱
10mm
12
OP37
比较器
电位器
103,104
拨码开关
6合1
指示灯
红色
二极管
IN4007
附录3程序清单:
#include<
hidef.h>
/*commondefinesandmacros*/
#include"
derivative.h"
/*derivative-specificdefinitio*/
LCD.h"
#include"
Panel.h"
/*LCDcolor*/
#defineWhite0xFFFF
#defineBlack0x0000
#defineBlue0x001F
#defineBlue20x051F
#defineRed0xF800
#defineMagenta0xF81F
#defineGreen0x07E0
#defineCyan0x7FFF
#defineYellow0xFFE0
externunsignedintTP_X,TP_Y;
//当前触控坐标
unsignedintg_speed;
unsignedintcount=0,duibi=0;
longCaiyang;
voidSetBusCLK_80M(void)
{
CLKSEL=0X00;
//disengagePLLtosystem
PLLCTL_PLLON=1;
//turnonPLL
SYNR=0xc0|0x05;
REFDV=0x80|0x01;
POSTDIV=0x00;
//pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=96MHz;
_asm(nop);
//BUSCLOCK=48M
while(!
(CRGFLG_LOCK==1));
//whenpllissteady,thenuseit;
CLKSEL_PLLSEL=1;
//engagePLLtosystem;
}
voidTIM_init(void){
//脉冲pt7初始化
PACTL=0x40;
//脉冲计数下降沿
PACNT=0x0000;
//PulseAccumulatorsCountRegisters(PACNT)
PITCFLMT_PITE=0;
PITCE_PCE0=1;
PITMTLD0=480-1;
//10us
PITLD0=100;
//1ms
PITMUX=0X00;
PITINTE_PINTE0=1;
PITCFLMT_PITE=1;
TFLG1=0xFF;
//清中断标志位
voidInit(void)
{
DDRE=0XFF;
DDRB=0XFF;
DDRA=0X0F;
SetBusCLK_80M();
CS=1;
delayms(5);
RES=0;
RES=1;
ILI9325_Initial();
spistar();
//模拟spi初始化
voidAD_Init(void)
ATD0CTL1=0x00;
//7:
1-外部触发,65:
00-8位精度,4:
放电,3210:
ch
ATD0CTL2=0x40;
//禁止外部触发,中断禁止
ATD0CTL3=0xa0;
//右对齐无符号,每次转换4个序列,NoFIFO,Freeze模式下继续转
ATD0CTL4=0x01;
//765:
采样时间为4个AD时钟周期,ATDClock=[BusClock*0.5]/[PRS+1]
ATD0CTL5=0x30;
//6:
0特殊通道禁止,5:
1连续转换,4:
1多通道轮流采样
ATD0DIEN=0x00;
//禁止数字输入
}
//-----------------------------------------------------
voidDly_ms(intms)
intii,jj;
if(ms
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