基于stm32的低頻數(shù)字相位測量儀畢業(yè)論文

1、授課學期 2014 學年至 2015 學年 第 一 學期學院 電子工程學院 專 業(yè) 電子信息工程 學號 8 2 7 4 4 羅春華 何振華 智靈 吳詩鳳 凌瓊娜 任課教師 興盛 交稿日期 2014/11/7成績 閱讀教師簽名 日 期 師大學學工部（處）制基于stm32的低頻相位測量儀設計摘要：本設計提出了一種基于stm32f103rbt6單片機開發(fā)的低頻數(shù)字相位測量儀的方案。主要包括相位測量模塊、單片機最小系統(tǒng)、顯示模塊的設計?？梢詫Φ皖l率圍的信號進行相位等參數(shù)的精確測量，測相絕對誤差不大于4°。相位測量模塊采用對輸入的兩路信號（同頻率、不同相位）通過比較器整形、鑒相器異或之后得到的

2、相位差，輸入到單片機的中斷口進行數(shù)據(jù)采集處理；采用LCD1602顯示被測信號的相位差。硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件采用匯編語言實現(xiàn)，程序簡單可讀寫性強、效率高。與傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)相比，其有處理速度快、穩(wěn)定性高、性價比高的優(yōu)點。關(guān)鍵詞 相位差 單片機 低頻 誤差23 / 27THEDESIGN OFLOW-FREQUENCY PHASE-MEASURING INSTRUMENTHARDWARECIRCUITABSTRACTThe design of this low-frequency digital phase measurement program based on stm32f103rbt6.It i

3、nclude phase measurement modules, the smallest single-chip systems, display module, power module design. It can make precision measurement of low-frequency range phase of the signal parameters, measurement of absolute error no greater than 1.Phase measurement modules use two input signals(The same f

4、requency anddifferent phase)Through the comparator shaping XOR phase detector of the phase, To the microcontroller interrupt input port for data acquisition and processing. We choose LCD to display the measured phase difference signal. The hardware structure is simple, software realization is shown

5、by assembly language. The program can be read and written simply and strongly and high efficiency. Compared with the traditional circuit system, it has the advantages of faster processing speed, high stability, cost-effective.KEY WORDSPhase MCU Low-frequency Erroneous目錄1 緒論11.1 選題意義11.2 課題研究容22 方案選擇

6、22.1 設計方案論證22.2 相位差測量方案選擇33 系統(tǒng)原理43.1 原理框圖43.2 相位差的測量53.3 MCU測量時間差與周期54 系統(tǒng)硬件電路設計64.1 相位測量模塊設計74.1.1 輸入電路設計74.1.2 鑒相器94.1.3 相位測量電路設計104.2 STM32最小系統(tǒng)設計144.2.1 AT89C51的特性分析164.2.2 時鐘和啟動174.2.3 復位電路184.3 顯示模塊設計195 軟件設計20結(jié)束語23參考文獻24附錄251 緒論近年來，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，相位測量技術(shù)也廣泛應用于國防、科研、生產(chǎn)等各個領域，很多測量儀逐漸向“智能儀器”和“自動測試系統(tǒng)”發(fā)展

7、，這使得儀器的功能豐富而使用簡單。對相位測量的要求也逐步向高精度、高智能化方向發(fā)展，在低頻圍，相位測量在電力、機械等部門有著尤其重要的意義1。對于低頻相位的測量，用傳統(tǒng)的模擬指針式儀表顯然不能夠滿足所需的精度要求，隨著電子技術(shù)以與微機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式儀表因其高精度的測量分辨率以與高度的智能化、直觀化的特點得到越來越廣泛的應用。同時，數(shù)字式相位測量儀在工業(yè)領域中也是經(jīng)常用到的通用測量工具。在電力系統(tǒng)中電網(wǎng)并網(wǎng)合閘時，要求兩電網(wǎng)的電信號一樣，這就要求精度的測量兩工頻信號之間的相位差。還有測量兩列同頻信號的相位差在研究網(wǎng)絡、系統(tǒng)的頻率特性中具有重要的意義。我們設計的相位測量系統(tǒng)電路，由MCU芯片和

8、小規(guī)模的集成電路構(gòu)成。由于MCU芯片和可編程邏輯器件的集成度高，智能程度高，功能強大，使得它實現(xiàn)起來比較簡單。而且，具有體積小、性價比高、性能穩(wěn)定的特點?？梢宰龉ゎl配電柜的數(shù)字相位儀表，亦可作大中專院校相位因數(shù)研究等實驗儀表，具有廣泛的應用領域。1.1 選題意義隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，給國民經(jīng)濟、生產(chǎn)活動和社會活動帶來極大的變革。特別是集成電路和微電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，更為設計、安裝體積小、性能優(yōu)越、功能全的裝置創(chuàng)造了良好的條件?？梢哉f，電子技術(shù)的應用水平是現(xiàn)代化進程的一個重要標志。微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、單片機原理技術(shù)等先進技術(shù)與具體應用對象相結(jié)合而設計的產(chǎn)品更是受世人青睞。本次設

9、計就是利用單片機實現(xiàn)對低頻相位差的測量，使得儀表更加數(shù)字化、智能化，功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。在科學研究、實驗或生產(chǎn)實踐中，常常需要對低頻移相網(wǎng)絡的信號進行相位測量，但某些測量方法僅僅局限于測某一頻率信號的相位，不能滿足一定圍任意頻率信號的相位測量，總之低頻相位測量儀的現(xiàn)代科學技術(shù)中的應用越來越多，比如在電力系統(tǒng)中常常需要對兩個同頻率信號（如工頻電壓和工頻電流）之間的相位關(guān)系進行準確的測量。“相位時間”法和“功率比例法”是兩種比較傳統(tǒng)的相位差測量方法，在現(xiàn)代技術(shù)領域中還對基于離散傅里葉變換2的相位測量原理進行了研究，并有了一定的成效。研究表明基于離散傅里葉變換原理的相位測量方法具有測

10、量精度高、抗干擾能力強、電路設計簡單等特點?？傊?，相位測量技術(shù)在我們生活中起到了不可忽視的。同時，在工業(yè)和民用場合，為了對各種低頻信號進行測量分析，常常引入相位測量儀。同頻信號間相位差的測量在電力系統(tǒng)、工業(yè)自動化、智能控制與通信、電子、地球物理勘探等許多領域都有著廣泛的應用。尤其在工業(yè)領域中，相位不僅是衡量安全的重要依據(jù)，還可以為節(jié)約能源提供參考。因此，研究和設計低頻數(shù)字式相位測量儀，將會為國民經(jīng)濟的發(fā)展起到推動和促進作用。1.2 課題研究容我們設計的數(shù)字式相位測量系統(tǒng)電路，主要是由MCU芯片和小規(guī)模的集成電路構(gòu)成。兩路待測信號（同頻率、不同相位的兩路信號）通過整形電路，變成矩形波信號，再通過

11、鑒相器，得到兩路波形的正脈沖寬度，也就是所要測量的兩路信號的相位差所對應的時間差。以上部分構(gòu)成了相位測量系統(tǒng)的相位測量電路3。將其送到MCU外部中斷口，再通過MCU處理數(shù)據(jù)（數(shù)字濾波、計算、送數(shù)據(jù)、鍵盤處理等），最后得到我們所要的相位值，并將其通過數(shù)碼管顯示出來。2 方案選擇2.1 設計方案論證從功能角度來看，相位測量儀要完成信號相位差的測量。相位測量儀有兩路輸入信號，也是被測信號，他們是兩個同頻率的正弦信號，頻率圍為20Hz20KHz（正好是音頻圍），幅度為UPP=15V（可以擴展到0.35V），但兩者幅度不一定相等。相位和相位差的概念4：令正弦信號為： （2.1）2.1式中Am稱為幅值（最

12、大值），且，A稱為有效值；稱為相位，稱為初相位，稱為角頻率。Am、稱為正弦量的三要素。只有兩個同頻率的（正弦）信號才有相位差的概念。不妨令兩個同頻率的正弦信號為： （2.2）則相位差：（2.3）由2.3式中可看出，相位差在數(shù)值上等于初相位之差，是一個角度將輸出接到IO，通過定時器TIM2計算輸入脈沖數(shù)（Freq），TIM3產(chǎn)生系統(tǒng)脈沖，TIM5分頻數(shù)，計算公式：Freq=time2_count*65536+TIM2->CNT；Time2_count為溢出次數(shù)，TIM2->CNT為寄存器部的值，兩者之和是IO端口的脈沖數(shù)（Freaq）。補償：Freq=Freq+Freq*9/5000

13、00+Freq*2/5000000；相位差計算：DutyCycle=Freq*TIM_GetCapture1(TIM5)*(TIM5_Period+1)/7200；通過十分頻，然后計算相位差。時間的測量有多種方法，而設計題目關(guān)于相位測量儀的技術(shù)指標要求會影響到我們對方案的選擇，MCU應用系統(tǒng)一般能較好的實現(xiàn)各種不同的測量與控制功能，往往還能滿足一些設計要求比較高的技術(shù)指標，因此，我們在進行電子系統(tǒng)設計時，可用MCU實現(xiàn)系統(tǒng)功能，完成系統(tǒng)指標。2.2 相位差測量方案選擇相位差測量的基本原理5主要有三種：對信號波形的變換和比較、對傅氏級數(shù)的運算與對三角函數(shù)的運算，其實現(xiàn)方法如下：過零點檢測法6：這

14、是一種將相位測量變?yōu)闀r間測量的方法，其原理是將基準信號通過零的時刻與被測信號通過零的時刻進行比較，由二者之間的時間間隔，推算出兩信號之間的相位差。這種方法的特點是電路簡單，對啟動采樣電路要求不高，同時該方法還具有測量分辨率高、線性好、易數(shù)學化等優(yōu)點。倍乘法：任何一個周期函數(shù)都可以用傅氏級數(shù)表示，在這里運算器是一個乘法器，兩個信號是頻率一樣的正弦數(shù)，相位差為一個角度，運算結(jié)果再經(jīng)過一個積分電路，得到直流電壓：（2.6）電路的輸出和被測信號相位差余弦成比例，因此其測量圍在45°以，欲使測量圍擴展到360°，需要附加一些電路才能做到。這種方法由于應用了積分環(huán)節(jié)，可以濾掉信號波形中

15、的高次諧波，抑制了諧波對測量準確度的影響。矢量法：任何一個正弦函數(shù)都可以用矢量來表示，如兩個正弦信號幅度相等、頻率一樣,運算器運用減法器則合成矢量的模： （2.7）這種方法用于測量小角度，靈敏度較好，可行度也較好；而在靠近180°附近靈敏度降低，讀數(shù)困難也不準確。由于輸出是一余弦或正弦函數(shù)，因此這種方法適用的頻帶圍是較寬的信號。上述三種測量相位的方法，各有優(yōu)缺點，從測量圍、靈敏度、準確度、頻率特性和諧波的敏感性等技術(shù)指標來看，過零點檢測法比較好，它輸出正比于相位差的直流電壓和相位差的脈沖數(shù)，還易于實現(xiàn)數(shù)字化和自動化，現(xiàn)代的數(shù)字相位表多采用這種原理構(gòu)成。3 系統(tǒng)原理3.1 原理框圖以單

16、片機為核心的相位測量儀原理框圖如圖3-1所示：圖3-1 以MCU為核心的相位測量儀原理框圖兩路待測信號經(jīng)整形后變成了矩形信號A、B，且可以認為A和B是同頻率、不同相位的矩形波。3.2 相位差的測量鑒相器就是異或門，在鑒相器的輸入波形中，正脈沖寬度就是要測量的A和B相位差所對應的時間差，如圖3-2所示（其中波形C為鑒相器即異或門的輸出波形）：圖3-2鑒相器的輸出與輸入波形圖在測量相位差時還應該考慮超前、滯后兩種情況（圖中所示為A超前B）。把波形中的正脈沖作為門控信號，控制閘門的啟閉，即控制MCU部定時器/計數(shù)器的 啟動/停止，從而達到測量時間差的目的，再根據(jù)公式（3.1）從而計算得到相位差。另外

17、，由圖3-2可知，信號是A信號的二倍頻（A與B同頻），由此可見，對于同頻不同相的兩個信號，經(jīng)過異或門后可得到二倍頻的信號。因此從這個意義上講，異或門可以實現(xiàn)信號的二倍頻。3.3 MCU測量時間差與周期下面詳細談談MCU測量時間差、周期7的方法。工作原理：MCUstm32單片機的芯片部集成了個16bit定時器，stm32 的定時器功能十分強大，有 TIME1 和 TIME8 等高級定時器，也有 TIME2TIME5 等通用定時器，還有 TIME6 和TIME7 等基本定時器。stm32 的通用定時器是一個通過可編程預分頻器（PSC）驅(qū)動的 16 位自動裝載計數(shù)器（CNT）構(gòu)成。STM32 的通用

18、定時器可以被用于：測量輸入信號的脈沖長度(輸入捕獲)或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較和 PWM)等。 使用定時器預分頻器和 RCC 時鐘控制器預分頻器，脈沖長度和波形周期可以在幾個微秒到幾個毫秒間調(diào)整。stm32 的每個通用定時器都是完全獨立的，沒有互相共享的任何資源。 stm32 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定時器功能包括： 1)16 位向上、向下、向上/向下自動裝載計數(shù)器（TIMx_CNT） 。 2)16 位可編程(可以實時修改)預分頻器(TIMx_PSC)，計數(shù)器時鐘頻率的分頻系數(shù)為 165535 之間的任意數(shù)值。 3）4 個獨立通道（TIMx_CH14）

19、，這些通道可以用來作為： A輸入捕獲 B輸出比較 CPWM 生成(邊緣或中間對齊模式) D單脈沖模式輸出 4）可使用外部信號（TIMx_ETR）控制定時器和定時器互連（可以用 1 個定時器控制另外一個定時器）的同步電路。 5）如下事件發(fā)生時產(chǎn)生中斷/DMA： A更新：計數(shù)器向上溢出/向下溢出，計數(shù)器初始化(通過軟件或者部/外部觸發(fā)) B觸發(fā)事件(計數(shù)器啟動、停止、初始化或者由部/外部觸發(fā)計數(shù)) C輸入捕獲 D輸出比較 E支持針對定位的增量(正交)編碼器和霍爾傳感器電路 F觸發(fā)輸入作為外部時鐘或者按周期的電流管理4 系統(tǒng)硬件電路設計本系統(tǒng)采用以MCU為核心的方案來完成低頻相位測量儀的設計8。本設

20、計將硬件電路分為相位測量模塊、單片機最小系統(tǒng)電路、顯示電路模塊和電源電路模塊四部分。通過相位測量電路采集到得兩個同頻正弦信號的相位差所對應的時間差以與信號周期，送到單片機的定時器外部中斷口，讓單片機最小系統(tǒng)完成讀取數(shù)據(jù)，并能根據(jù)所讀取的數(shù)據(jù)計算出兩路同頻信號之間的相位差，這就充分的發(fā)揮了單片機控制運算能力強的特點。最后，由顯示模塊顯示出所測量計算的相位差和輸入頻率。4.1 相位測量模塊設計相位測量電路主要包括輸入電路的設計和鑒相器電路部分的設計。其中輸入電路起到了波形轉(zhuǎn)換與整形的功能。4.1.1 輸入電路設計4.1.1.1 輸入電路被測信號是周期一樣、幅度和相位不同的兩路正弦信號，為了準確地測

21、量出正弦信號的相位差，需要對輸入波形進行整形9，使輸入信號變成矩形波信號，并送給鑒相器進行處理。 另外，在相位差測量的過程當中，不允許兩路被測輸入信號在整形輸入電路中發(fā)生相對相移，或者應該是的兩路被測信號在整形輸入電路中引起的附加相移是一樣的，因此，我們對A、B兩路信號采用了一樣的整形電路。同時，為了避免出現(xiàn)被測信號在過零點時含有干擾，我們選用施密特觸發(fā)器組成的整形電路。由于施密特觸發(fā)器是在單門限電壓比較器的基礎上引入了正反饋網(wǎng)絡，因為正反饋的作用，它的門限電壓隨著輸出電壓U0的變化而變化，從而使施密特觸發(fā)器有兩個門限電壓，所以可以提高輸入電路的抗干擾能力。如圖4-1所示，電路中我們使用兩個施

22、密特觸發(fā)器對兩路被測輸入信號進行整形。在圖4-1中，比較器LM339連接成了施密特觸發(fā)器的形式。為了保證輸入電路對相位差的測量不帶來誤差，必須保證兩個施密特觸發(fā)器的兩個門限電平對應相等，這可以通過調(diào)節(jié)電位器R8來實現(xiàn)。圖4-1 由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的整形電路4.1.1.2 LM339的特性分析LM339集成塊部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是： （1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；（2）電源電壓圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；（3）對比較信號源的阻限制較寬；（4）共模圍很大，為0（Ucc-1.5V）Vo；（5）差動輸入電壓圍較大，大到可以等

23、于電源電壓；（6）輸出端電位可靈活方便地選用。LM339集成塊采用C-14型封裝，圖4-2為外型與管腳排列圖。由于LM339使用靈活，應用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。圖4-2 LM339外型與管腳排列圖LM339類似于增益不可調(diào)的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模圍的任何一點），另一端加一個待比

24、較的信號電壓。當“+”端電壓高于“-”端時，輸出管截止，相當于輸出端開路。當“-”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和，相當于輸出端接低電位。兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因為當輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。4.1.2 鑒相器鑒相器就是我們所說的異或門電路

25、11，在相位測量電路中起到了測量時間差的作用。在這里我們選用的是74LS86芯片。74LS86為四組 2輸入端異或門，管腳圖如圖4-3所示：圖4-3 74LS86管腳圖引出端符號：1A 4A，1B 4B為輸入端；1Y 4Y為輸出端。其邏輯表達式為： （4.1）所以，其真值表如表4-1所示：表4-1 74LS86真值表輸入輸出ABYLLLLHHHLHHHL4.1.3 相位測量電路設計由前面所說的相位和相位差的概念與聯(lián)系，以與相位差與時間差之間的比例關(guān)系為： （4.2）可以通過測量時間差與信號周期，計算得到相位差。4.1.3.1 相位測量原理結(jié)合我們設計的相位測量電路原理圖4-4所示，當輸入信號U

26、A、UB經(jīng)過運算放大器N1、N2過零檢測之后，其輸出信號UC、UD分別通兩JK觸發(fā)器，兩個JK觸發(fā)器的輸出信號UE、UF經(jīng)過異或門，而異或門的輸出信號UG是一個脈沖寬度與UA、UB兩信號之間相位查成正比的脈沖序列信號。再將此脈沖序列信號送入到單片機外部中斷口，進行數(shù)據(jù)處理12。圖4-4 相位測量電路電路圖其各點的輸出波形如圖4-5所示：圖4-5 相位測量電路各點波形圖4.1.3.2 單元電路的工作原理JK觸發(fā)器1、2的工作原理一樣，這里我們以JK觸發(fā)器1為例來說明一下它們的工作原理：JK觸發(fā)器的J端、K端和電源端均接高電平+5V上（注意JK觸發(fā)器1處在計數(shù)狀態(tài)）。清除端通過R10接到電源+5V

27、上，并清除端通過C1接地，當接通電源瞬間，清除端通過C1處于低電平，使Q端置于低電平；C1逐漸充電完畢，這時清除端通過R10處于高電平。如果觸發(fā)端C端接收觸發(fā)脈沖時，Q端由低電平變?yōu)楦唠娖?；再來下一個脈沖，Q端又由高電平變?yōu)榈碗娖?，如此不斷反復?.1.3.3 74LS113的特性分析74LS113為雙下降沿J-K觸發(fā)器（有預置端）的簡要說明：74S113 為帶預置的兩組J-K觸發(fā)器，其主要電特性的典型值如表4-2所示：表4-2 74LS113主要電特性其管腳圖如圖4-6所示：圖4-6 74LS113管腳圖引出端符號：/CP1、/CP2 時鐘輸入端（下降沿有效）J1、J2、K1、K2 數(shù)據(jù)輸入

28、端Q1、Q2、/Q1、/Q2輸出端/SD1、/SD2直接置位端（低電平有效）功能表如表4-3所示：表4-3 74LS113功能表輸入輸出PR/CPJKQ/QLXXXHLHLLQO/QOHHLHLHLHLHHHH/QOQOHHXXQO/QO（說明：H高電平，L低電平，X任意，高到低電平跳變）4.2 STM32最小系統(tǒng)設計這部分是由單片機、晶振電路、按鍵電路等組成。在設計中，我們充分利用單片機具有較強的運算能力和控制能力這一特點，使用單片機外部中斷TIM2接收外部送來的對應于被測信號的時間、周期差，并在單片機部完成相應的處理與相關(guān)運算。另外，將待顯示信息送給顯示模塊顯示。設計中的單片機是stm32

29、f103rbt613，中等容量增強型，32位基于ARM核心的帶128K字節(jié)閃存的微控制器，USB、CAN、7個定時器，2個ADC，9個通信接口。圖4-7為stm32f103rbt6單片機最小系統(tǒng)圖。圖4-7STM32最小系統(tǒng)電路圖4.2.1 AT89C51的特性分析4.2.1.1 主要參數(shù)圖4-8 40腳雙列直插（DIP）封裝圖89C51具有4個I/O口，32根I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片振蕩器與時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，

30、串行通信口與中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存了RAM中的容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作指導下一個硬件復位。4.2.1.2 引腳功能說明STM32有100個引腳，每個GPIO引腳都可以由軟件配置成輸出(推挽或開漏)、輸入(帶或不帶上拉或下拉)或復用的外設功能端口。多數(shù)GPIO引腳都與數(shù)字或模擬的復用外設共用。除了具有模擬輸入功能的端口，所有的GPIO引腳都有大電流通過能力。在需要的情況下，I/O引腳的外設功能可以通過一個特定的操作鎖定，以避免意外的寫入I/O寄存器。在APB2上的I/O腳可達18MHz的翻轉(zhuǎn)速度。電源：VCC：運行和程序校檢時加+3.3V。GND：地。4.2.2 時鐘和

31、啟動系統(tǒng)時鐘的選擇是在啟動的時候選擇的，復位時部8MHz的RC振蕩器唄選為默認的CUP時鐘，隨后可以選擇外部的、具失效監(jiān)控的416MHz時鐘；當檢測到外部時鐘失效時，他被隔離，系統(tǒng)將會自動地切換到部的RC振蕩器，如果使能了中斷，軟件可以接受到相應的中斷。同樣，在需要時可以采取對PLL時鐘完全的中斷管理（如當一個間接地使用外部振蕩器失效時）。多個預分頻器用于配置AHB的頻率、高速APB（APB2）和低速APB（APB1）區(qū)域。AHB和高速APB的最高頻率是72MHz，低速APB的最高頻率為36MHz。參考時鐘樹圖4-8圖4-81. 當HIS作為PLL時鐘輸入時，最高的系統(tǒng)頻率只能達到64Mhz。

32、2. 當使用USB功能時，必須同時使用HSE和PLL，CPU的頻率必須是48MHz或72MHz。3. 當需要ADC采樣時間為1uS時，APB2必須設置在14MHz、28MHz或56MHz。4.2.3 復位電路由圖4-9可以看出，是單片機的按鍵電平復位電路，相當于按復位鍵后復位端通過電阻與Vcc電源接通。復位是單片機的初始化操作，stm32在啟動運行時，都需要先復位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。晶振工作時，NRST引腳持續(xù)2個機器周期高電平將使stm32復位，當振蕩器復位器件時，要保持NRST腳兩個機器周期的高電平時間。看門狗計時完成后，NRS

33、T 腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。因而，復位是一個很重要的操作方式，但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部電路來實現(xiàn)。這種復位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，stm32開始正常工作。圖4-10 AT89C51復位電路4.3 顯示模塊設計LCD1602顯示32個字符容，分為2行顯示。當前面向市場上字符液晶顯示模塊幾近都是一樣在HD44780液晶芯片的控制原理上

34、完成的8。圖4-11 顯示模塊電路原理圖5 軟件設計系統(tǒng)連續(xù)幾次測量時間差和周期，每一次測量時間差和周期占用兩個待測信號周期T的時間。stm32f103rbt6處理數(shù)據(jù)（數(shù)字濾波、計算、送數(shù)據(jù)顯示）系統(tǒng)主程序框圖如圖5-1所示：圖5-1 主程序框圖相位測量電路的主程序：void TIM2_IRQHandler(void) /TIM3中斷TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update ); /清除TIMx的中斷待處理位:TIM 中斷源/LED5=!LED5;time2_count+;void TIM3_IRQHandler(void) /TIM3中斷TIM_C

35、learITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); /清除TIMx的中斷待處理位:TIM 中斷源TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);Freq=time2_count*65536+TIM2->CNT;Freq=Freq+Freq*9/500000+Freq*2/5000000; /補償if(Freq>2000)TIM5_Period=0;else if(Freq>200)TIM5_Period=9;else if(Freq>20)TIM5_Period=99;else TIM5_Period=999;if(TIM5_Periodtemp

36、!=TIM5_Period) TIM5_Change(TIM5_Period,0);TIM5_Periodtemp=TIM5_Period;time2_count=0; TIM2->CNT=0;TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);void TIM5_IRQHandler(void) /* Clear TIM3 Capture compare interrupt pending bit */ TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2);DutyCycle=Freq*TIM_GetCapture1(TIM5)*(TIM5_Period+1)/7200;DutyCycle=DutyCycle+Freq/2000;void TIM5_Change(u16 arr,u16 psc)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; /周期0FFFFTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = arr; /時鐘分頻TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = psc;