低頻模擬信號(hào)波形顯示分析器設(shè)計(jì)的論文_畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 結(jié)論 在下位機(jī)上，完成了對(duì)信號(hào)的采樣，并通過 USB 發(fā)送到 PC 機(jī)上。 解決：在檢查過程中發(fā)現(xiàn)是被測信號(hào)的頻率給的過大，所以輸送小頻率信號(hào)得到完整信號(hào)。對(duì)不同頻率的信號(hào)與被測信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。因?yàn)?340 單片機(jī)體積小、價(jià)錢便宜、片上外設(shè)資源豐富。 驗(yàn)證被測信號(hào)功能 被測信號(hào)是本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，是我們應(yīng)該首先保證的環(huán)節(jié)，通過示波器我們首先要保證三種被測信號(hào)的正常使用，為后面信號(hào)分析形成對(duì)比部分。 最小峰 —測量 信號(hào) 的最低負(fù)峰值。 圖 312波形圖表 幅值和電平測量 。波形圖表的默認(rèn) 圖表歷史長度 為 1,024 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。 圖 37函數(shù)調(diào)用 在“庫名置 USB主或路徑”框中設(shè)機(jī) API函數(shù)的封 裝庫 SiUSBXp． dll的路徑，然后在“函數(shù)名”下拉菜單中選擇當(dāng)前想要調(diào)用的 SI～ GetNumDevices()函數(shù)，在“線程”框中選擇“在 UI線程中運(yùn)行”，在“調(diào)用規(guī)范”框中選“ stdcall(wINAPI)”，最后在“參數(shù)”菜單中進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。在程序框圖中存在著對(duì) VI 編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出。 if(num=1500) { num=0。 完成最信號(hào)的 AD 轉(zhuǎn)換后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，考慮到時(shí)效性，我們采樣一組數(shù)據(jù)在通過 USB 進(jìn)行發(fā)送。 使能交叉開關(guān)（ XBARE = 1）。本設(shè)計(jì)需要初始化看門狗定時(shí)器而該對(duì)應(yīng)位的復(fù)位 值為 ?1?因此無需做修改。 這是 調(diào)用 AN169USB 通信庫函數(shù) USB_Clock_Start()。 下位機(jī)軟件總體框圖 : 圖 31 下位機(jī)總體框圖 上位機(jī)軟件總體框圖 : 圖 32 上位機(jī)總體框圖 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì) 主程序統(tǒng)領(lǐng)各個(gè)子程序的工作，是程序設(shè)計(jì)的核心部分，也是難度比較大的一部分，所以必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求仔細(xì)推敲，保證設(shè)計(jì)思路的正確，為后面的子程序設(shè)計(jì)做好鋪墊，要在時(shí)序上安排好每個(gè)子程序的工作順序，保證各個(gè)子程序能夠更好的工作。 下位機(jī) 利用 C8051F340 實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采樣及發(fā)送。分模塊設(shè)計(jì)的最大好處就是簡單明了一目了然。5%，這里的偏差可以通過接入旁路電容來消除。 JTAG 電路 當(dāng)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，需要把在計(jì)算機(jī)上編譯并生成執(zhí)行的代碼下載到單片機(jī)芯片上，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試硬件和軟件。 當(dāng)單片機(jī)上電后，因?yàn)殡娙輧啥说碾妷翰荒芡蛔兙蜁?huì)使 RST 端瞬間產(chǎn)生一個(gè)大約為 +5V 的電壓，而 CMOS 單片機(jī)最小輸入高電平電壓 Umin=，它瞬間產(chǎn)生的電壓是大于 的，因此 RST 接收高電平進(jìn)行初始化。單片機(jī)正常工作期間，復(fù)位引腳Reset 需要一直保持低電平。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 該部分主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采樣，進(jìn)而通過 USB 發(fā)送到 PC 機(jī)上進(jìn)行波形的顯示和頻譜的分析。其中測試系統(tǒng)硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是 C8051F340 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。 論文章節(jié)安排 本論文共分為五章，具體介紹如下： 第一章是緒論，主要介紹了數(shù)據(jù)通信， USB 通信， LabVIEW 軟件設(shè)計(jì)基本原理和相關(guān)軟件的介紹。基于 Keil C51 的所有這些優(yōu)點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中選用其作為軟件設(shè)計(jì)環(huán)境 [8]。 示波器工作原理 :示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。電源電壓大于 ，必須使用內(nèi)部穩(wěn)壓器。 具有片內(nèi)上電復(fù)位、 VDD監(jiān)視器、電壓調(diào)整器、看門狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器的 C8051F340/1/2/3/4/5/6/7器件是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。 片內(nèi)電壓比較器（兩個(gè)） 。 U S BT h e l a b v i e wa p p l i c a t i o nC 8 0 5 1 F 3 4 0P C 機(jī)s i g n a l g e n e r a t o rT h e U S B h o s tM i c r o c o n t r o l l e e ra p p l i c a t i o nU S B d r i v e rAPIDrivers q u a r e w a v et r i a n g u l a r w a v eS i n e w a v e s 圖 13系統(tǒng)機(jī)構(gòu)框架圖 器件選擇 單片機(jī)器件選擇 本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了 C8051F340,具體介紹如下 : 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 14 C8051F340 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) C8051F340/1/2/3/4/5/6/7器件是完全集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)型 MCU。這些選板的詳細(xì)功能及用法通過不斷的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì) VI的過程逐漸地掌握。在程序框圖中存在著對(duì) VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和 輸出。這些函數(shù)封裝了 USB協(xié)議的細(xì)節(jié)，使得程序開發(fā)人員不需要了解 USB的過多細(xì)節(jié)即可使用 USB進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 利用 LabVIEW 軟件開發(fā) PC 機(jī)端 USB 應(yīng)用程序，不僅可以獲得具有良西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 好人機(jī)交互的 GUI 界面，而且將極大地加快開發(fā)進(jìn)程 [4]。 API 實(shí)現(xiàn) USB 通信原理 USB 無疑已經(jīng)成為 21 世紀(jì)嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)外部串行接口；然而開發(fā) USB外設(shè)，需要面對(duì)微處理器和 USB 控制器的選擇，熟悉 Windows 驅(qū)動(dòng)程序，開發(fā)微處理器固件程序和 PC 機(jī)端應(yīng)用程序等諸多問題，開發(fā)工作既專業(yè)又麻煩。 在 進(jìn)行模擬 /數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程中，如果采樣頻率大于信號(hào)中最高頻率fmax 的 2 倍時(shí) (=2fmax)，采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的 5～ 10 倍 ， 采樣定理又稱奈奎斯特定理 。第四章系統(tǒng)的調(diào)試和分析部分，這章主要對(duì)調(diào)試的過程作了詳盡的描述，并對(duì)調(diào)試過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行了分析。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。 傳統(tǒng)文本 編程語言根據(jù)指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，但 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了 VI 及函數(shù)的執(zhí)行順序。與傳統(tǒng)的儀器相比其特點(diǎn)主要有 ： 具有更好的測量精度和可重復(fù)性 ； 測量速度快 ； 系統(tǒng)組建時(shí)間短 ； 由用戶定義儀器功能。軟件上， 下位機(jī)主要是對(duì) 波形進(jìn)行采樣并通過 USB發(fā)給 PC機(jī)， 上位機(jī)上 利用 LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)一個(gè)示波器進(jìn)行波形顯示和頻率分析。為此，本文提出了低頻模擬信號(hào)顯示分析器。 關(guān)鍵詞 ： C8051F340，頻譜分析， LabVIEW， PC 機(jī)， USB 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) ABSTRACT Traditional oscilloscope function pletely dependent on hardware implementation with single function and the high cost of maintenance, it is more important function cannot change once established. Using the LabVIEW virtual instrument is made of the virtual technology, puter technology, bus technology, and software technology closely together. It use puter powerful digital processing ability realize the instrument most of the functions, breaking the traditional instruments of the framework, formed a new instrument mode. To this end, this paper presents a low frequency analog signal display analyzer design. Low frequency analog signal analyzer design is mainly divided into two parts of the upper machine and lower machine. Lower machine mainly used C8051F340 MCU of signal sampling and signal will be sent to PC through USB interface. Upper machine mainly by the PC to the GUI interface for waveform display store spectrum analysis. On the software, I/O port, timer, ADC, initialized clock, and then to generate the waveform sampling and via USB to a PC Then the waveform sampling and via USB to a PC. In the PC using the LabVIEW virtual instrument design an oscilloscope waveform display and frequency analysis. On the hardware, we will produce the first on the analog signal sent to the A/D converter, so that it is converted to digital signals . PC to the GUI interface displayed waveform and frequency spectrum analysis. After debugging, finally validate this design realized the function of the above mentioned, innovative and use value. According to the analyze of the application, it es into being the design scheme of the system in the beginning, then gives the detail description from hardware and software both sides, finally gets the verification of the system function through the system debugging and analyze. KEY WORDS： C8051F340， LabVIEW, spectral, analysis, personal puter, 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) USB 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 目 錄 前 言 ............................................................... 1 第 1 章 系統(tǒng)原理與方案 ............................................... 3 基本原理 .................................................... 3 采樣的基本原理 ......................................... 3 API 實(shí)現(xiàn) USB 通信原理 ................................... 4 LabVIEW 軟件設(shè)計(jì)基本原理 ............................... 5 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ................................................ 6 系統(tǒng)功能 ..................................