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AVR单片机简易多功能计数器设计 第6页

更新时间:2012-6-22:  来源:毕业论文
图9—SPI时序图
(2)量化时钟周期的选择
合适的量化时钟周期可以简化运算的复杂程度,提高测量效率。我们选择10ns为量化时钟信号,计算简单,而且保证了测量精度。

1.4.2信号预处理 本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯3249,114
系统中计数是以上升沿或下降沿为标准的,因此一般信号需通过电压比较器整形为方波信号。FPGA中的计数器是边沿触发而不是电平触发,整形后波形边沿的陡峭程度显得非常重要。
对于方波信号,我们应根据实际情况整形或者直接通过稳压管稳压后测量相关参数。
对高频信号,我们采用精密TTL比较器MAX941,该比较器具有低功耗、超高速(可达10ns)等优点,可以满足本系统中对高频信号的整形要求。
对于低频信号,经比较器整形后,由于采样速度快,进过比较处理后边沿的陡峭程度受到很大制约,在某种程度上影响了FPGA中计数器对这种非陡峭边沿的识别,从而导致测量中的计数误差。对于低频信号,我们采取可以外接其它整形电路(如施密特整形,滞回比较器整形等)以弥补MAX941的不足。

1.4.3 AD采样测幅
幅度测量采用ATmega128自带的AD转换器,对被测信号(初始信号)对此采样,每次采样与前一次采样比较,保论文范文http://www.chuibin.com/  留最大采样值,即可换算出信号的峰值。显然,对于高频信号,由于AD转化器采样速度的限制,所测峰值误差较大。

1.4.4 温度测量模块
方案一:采用热电偶或者热敏电子作为感温元件,但热电偶需要冷端补偿,电路设计复杂,热敏电阻虽然精度较高,但需要标准稳定的电阻匹配才能使用,而且重复性、可靠性都比较差。
方案二:采用集成温度传感器DS18B20,该传感器结构简单,不需要外接电路,数据传输用one—wire总线,可用一根I/O数据线既供电又传输数据,在-10~+85℃范围内精度为±0.5℃,且分辨率较高,重复性和可靠性好。 本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯32491-14
显然,我们采用方案二。

1.4.5键盘输入模块
键盘输入有独立键盘和矩阵键盘两种选择。对于单片机最小板自带的8个独立按键而言完全可以实现本系统的要求。但是对于同样的端口,矩阵键盘多了一倍的按键,易于通过多余的按键实现扩展功能的手动控制,例如,单片机接受到某一按键信号后会执行温度测量并且显示温度的程序,接受到另一按键信号会执行峰值测量并显示的程序。
本系统中按键的设置如下:选择测量对象?周期,频率,时间间隔;选择需储存记忆数据;是否显示峰值;是否温度测量;是否语音报数;是否返回主界面;返回上一页等。

1.4.6 液晶显示模块
2402液晶模块,24行*2列字符显示,并行8/4数据通信,可以满足本系统中至少显示辣位的要求。我们假期已经调过液晶显示的模块,利用C语言模块的可移植性,直接将模块移植过来,根据实际情况更改数组内容,即可实现测量参数的显示。

1.4.7 语音报数模块
语音报时使产品与使用者进行良性的互动,大大提高了本测量系统的竞争能力。
我们选用智能型640秒语音录放模块实现语音报数功能。该模块由麦克风、喇叭、语音芯片及应外围电路组成。该模块具有话筒录音、线路录音、直接驱动喇叭、支持按键和三线串口控制模式、断点信息不丢失等特点。对于本计数器中的报数论文范文http://www.chuibin.com/  功能,我们可以按照如下操作:ATmega128单片机通过SPI外串行总线端口给语音模块发送FB+XXH(定时录音模式),然后通过麦克风将数据依次录音,存在合适的地址中,方便播放时寻找合适音频信号。单片机将FPGA测得的数据按照相对应的规律,找到语音模块中的地址,并发送FCH+XXH(播放模式),从而实现语音报数功能

1.4.8自制电源 本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯3249.114
本系统中FPGA、ATmega128、电压比较器等器件都需要合适的直流电源供电,因此我们自制了相应的直流电源。如下图所示,将输出的220V交流信号经变压器降压,整流桥整流,电容滤波,7805、7905等集成稳压器稳压,从而得到满足相应要求的直流电源

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