4  系统软件设计21

4.1  软件设计原理…21

4.2  软件设计任务…22

5  系统测试与仿真…28

5.1  通过Keil 生成hex文件28

5.2  利用Proteus进行仿真模拟…32

结论 37

致谢 38

参考文献39

1  绪论

1.1  相位差测量概述

   相位差测量的定义为：两周期相同的正弦电量对应点间角度差的测量。而这两个电量可以为两个电压、两个电流或者一个为电压一个为电流。以电压为例，可以设其函数关系式为

                                       (1)

    其中： 为电压的幅值， 为角频率， 为处相位。

    设 为电压的瞬时相位。则可以看出，其瞬时相位为一随着时间变量t变化的函数。 即为t=0时刻的瞬时相位。那么设两个相同频率的电压 、 分别为：

    则他们的瞬时相位差为：论文网

                                                     (4)

    测量相位差的方法比较多，主要按以下分类：用示波器测量——分为直接比较法和椭圆法；把相位差转换时间间隔，通过对时间间隔的测量换算计算相位差；把相位差转换为电压，通过完成对电压的计算换算成相位差以及标准移相器的比较也就是示零法等等。

1.2  单片机概述

单片微型计算机简称单片机（Single Chip Microcomputer），是典型的嵌入式微控制器，常用MCU表示单片机。单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。

    其主要硬件特点：主流单片机包括CPU、4KB容量的ROM、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP；系统结构简单，使用方便，实现模块化；单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障；处理功能强，速度快；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；控制功能强；环境适应能力强等等。

1.2.1  单片机的发展历史

    单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位SOC单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。文献综述