高精度相位計(jì)及其工業(yè)以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì).pdf

1、為解決國(guó)內(nèi)相位計(jì)精度低，種類(lèi)少，過(guò)分依靠國(guó)外進(jìn)口的問(wèn)題，本文立足于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求對(duì)高精度相位計(jì)進(jìn)行深入研究。通過(guò)對(duì)自動(dòng)換程、鑒相電路、顯示電路、以太網(wǎng)接口等問(wèn)題的研究，基于過(guò)零鑒相法設(shè)計(jì)了一款高精度相位計(jì)。該相位計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電壓有效值0.01V-320V量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，分辨率為0.1°，被測(cè)信號(hào)頻率范圍10HZ-1OMHZ。可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相位計(jì)的需求。
　　 本文的主要工作分為以下4個(gè)方面:
　　 1、設(shè)計(jì)自動(dòng)換程電路

2、。該相位計(jì)輸入信號(hào)的電壓有效值為0.01V-320V。該范圍的輸入信號(hào)，無(wú)法直接作為后級(jí)電路的輸入，必須進(jìn)行衰減或放大。自動(dòng)換程電路根據(jù)輸入信號(hào)的電壓有效值完成不同量程的自動(dòng)切換，保證不同電壓值的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)換程電路后，電壓有效值保持在2V以下，作為下一級(jí)電路的輸入信號(hào)。
　　 2、設(shè)計(jì)方波轉(zhuǎn)換電路。該相位計(jì)通過(guò)測(cè)量?jī)陕沸盘?hào)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間差來(lái)計(jì)算相位差。為達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的，輸入的非方波信號(hào)須轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)。該電路可以將脈沖

3、信號(hào)，正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻的方波信號(hào)。為了確保方波信號(hào)具有理想的上升沿，信號(hào)經(jīng)過(guò)兩次整形，從而得到上升沿陡峭的方波信號(hào)。
　　 3、設(shè)計(jì)鑒相電路。該電路由兩個(gè)脈沖發(fā)生電路和基本RS觸發(fā)器構(gòu)成。當(dāng)方波信號(hào)的下降沿到來(lái)時(shí)，脈沖發(fā)生電路將產(chǎn)生小于10ns的尖脈沖。兩路脈沖發(fā)生電路的輸出分別作為基本RS觸發(fā)器的置0信號(hào)和置1信號(hào)?；綬S觸發(fā)器輸出一個(gè)占空比正比于相位差的方波信號(hào)。將該方波信號(hào)的電壓做進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，通過(guò)低通濾波器后，可以得到

4、反映相位差的直流電壓。
　　 4、設(shè)計(jì)以太網(wǎng)接口電路。該接口以S3C2440為主控芯片，控制DM9000完成相位計(jì)輸出數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的通信。通過(guò)分析S3C2440的存儲(chǔ)系統(tǒng)，指令系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)，完成了S3C2440初始化代碼的編寫(xiě)以及物理地址到虛擬地址的重新映射。編寫(xiě)uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的底層代碼，完成uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)基于S3C2440上的移植，編寫(xiě)DM9000以太網(wǎng)芯片的驅(qū)動(dòng)程序，測(cè)試ARP協(xié)議的發(fā)送與接收，實(shí)現(xiàn)單