毕业论文___二次仪表频率计设计.doc

毕业论文（设计） 论文题目： 二次仪表频率计设计 目 录 前 言 2 1.总体方案设计 2 1.1 系统方案实现框图 2 1.2软硬件开发环境和工具 3 2.硬件电路设计 3 2.1 单片机模块设计 4 2.2 信号输入电路 6 2.3 人机界面设计 7 3.系统软件设计 9 3.1 系统软件实现框图 9 3.2频率信号采集和测量程序设计 10 3.3 人机界面程序设计 13 4.系统测试 15 4.1 软硬件调试 15 4.2 调试总结 17 5.总结 17 参考文献： 18 二次仪表频率计设计 摘要：本课题是基于stm32单片机设计的一个二次仪表频率计。通常，在工业生产中，各种现场信号如压力、温度、流量等都是通过相应压力变送器、温度变送器、流量变送器传送出来，即特定传感器把物理量变为对应的200-800HZ的频率信号。二次仪表频率计用来检测其对应频率，并将其转换为对应的实际物理量显示出来。 关键字： stm32；二次仪表；频率计；传感器；实际物理量；频率信号 Design Of Secondary Instrument Frequency Meter Abstract: This study designed a secondary instrument frequency meter based on the STM32 MCU (Micro Controller Unit).Generally, in the industrial production ,many spot signals like pressure and temperature and flux are send out by homologous pressure transmitter and temperature transmitter and flux transmitter respectively. All in all, the physical quantity is transfered by specific sensor into a frequency signal rated from 200HZ to 1000HZ.Secondary instrument frequency meter is used to detect the corresponding frequency and transfer it into corresponding physical quantity ,then display it. Keywords: stm32, secondary instrument, frequency meter, sensor, actual physical quantity, frequency signal 前 言 通常工业生产中，各种现场物理量如压力、温度、流量等都是通过相应压力变送器、温度变送器、流量变送器传送出来的。这些变送器是把物理量转变成对应的200Hz-800Hz的频率信号，为了准确读出这些物理量的值，就需要通过频率计准确无误的测量出变送频率并换算成实际的物理数值。 无论是在科技研究中还是在实际应用中，毫无疑问，频率测量的作用都显得尤为重要。但传统的频率计通常采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，不仅产品体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接使用。与传统的测量方式相比，运用单片机频率计有着体积更小，运算速度更快，测量范围更宽的优点，而且电路简单，开发周期和成本都降低。在传统的频率计中有许多功能是依靠硬件来实现的，而采用单片机测量频率之后，有许多以前需要用硬件才能实现的功能现在仅仅依靠软件编程就能实现，而且不同的软件编程能够实现不同的功能，因此使得制作成本大大降低。 基于实际应用需求和当前技术发展，本文设计出以STM32单片机为测量和控制核心的频率计方案。该设计能够检测出200Hz-800Hz的频率信号，并能根据现场需要换算成与一次仪表相同的物理数值，具有频率显示、按键设置、LED状态显示功能。 1.总体方案设计 1.1 系统方案实现框图 本系统的方案框图如图1所示，包括信号输入端的滤波整形电路、STM32单片机部分和人机交互部分。 图1 系统方案图 为了去除包括工频干扰在内的其他低频干扰，在信号输入端设计了高通滤波器，滤除200Hz以下的低频干扰。信号整形电路能将输入的三角波、正弦波、锯齿波整形为单片机可以识别的矩形波。STM32单片机通过输入捕获/比较功能捕获到脉冲信号，运算处理后得到脉冲频率，在LCD128128上显示。通过按键设置频率和温度、湿度等物理量的关系，就