基于STC32G144K246的lcr电桥

项目简介

使用STC32G144K246作为主控，以许老师LCR电桥为参考，制作的一款LCR电桥，通过此对此电路的学习，学到了STC32G的简单易用易上手，烧录容易，仿真容易，电路简单，学到许多关于运放的知识，包括最简单的跟随器，当然也有同相比例放大，反相比例放大，可编程比例放大，跨阻放大，仪表放大，差分放大等，也会学到模拟开关的简单应用，包括可编程滤波，信号切换等

项目功能

此处可填写项目的相关功能及应用场景，示例：
可以比较精确的测量电阻，电容，电感。

项目参数

此处可填写项目的相关功能参数介绍，示例：
无参数。

原理解析（硬件说明）

此处可填写项目的设计原理，将设计的原理拆分解析，示例：
1，主控及其数字部分，由于STC32G支持USB下载，所以很简单

主控数字部分.png

2.从这里直接看出，外设在主控的哪个IO上，比较省时间
IO分配表.png

3.电源部分包含了升降压电路，以及反相电路，及充电电路和放电电路

电源.png
4.难点，模拟部分
包含激励信号发生电路，电流电压放大电路，及带通滤波电路，和鉴相电路，通过4052和4053来切换各个参数

激励信号产生.png
激励正弦波信号，可以通过PWM多级RC滤波后得到，也可以用单片机自带DAC产生，硬件电路已设计切换0欧电阻。
信号采集.png
对被测lcr的电流和端电压进行采集放大，后经4053切换，给后级滤波放大电路，分时放大
放大滤波.png
可编程带通滤波器，有效抑制杂波
鉴相及输出.png
对前级信号进行鉴相，给ADC采集，软件计算相位差等各个参数

软件代码

DAC用TIMER17触发产生正弦激励，TIMER17初始化，及DAC初始化

void TIMER17_Init(void)
{
#define T17_PSCR                (0)
#define T17_RELOAD              (65536 - 186)

    TIMER17_TimerMode();                //设置定时器17为定时模式
    TIMER17_1TMode();                   //设置定时器17为1T模式
    TIMER17_SetIntPriority(2);          //设置中断为较高优先级
    TIMER17_EnableInt();                //使能定时器17中断
    TIMER17_SetPrescale(T17_PSCR);      //设置定时器17的8位预分频
    TIMER17_SetReload16(T17_RELOAD);    //设置定时器17的16位重载值
    TIMER17_Run();                      //定时器17开始运行

}

void DAC2_Init(void)
{
    DAC2_SetClockDivider(0);            //设置DAC2时钟
    DAC2_T17Trigger();                  //定时器17溢出时自动触发DAC2

    DAC2_Enable();                      //使能DAC2功能

    DAC2_EnableDMA();                   //使能DAC2的DMA模式
    DMA_DAC2_SetAmount(255);            //设置DAC2 DMA转换次数
    DMA_DAC2_SetAddress(pu8DAC2DMABuffer); //设置DAC2 DMA缓冲区地址
    DMA_DAC2_SetInterval(1);            //设置DAC2 DMA转换间隔时间（系统时钟）
    DMA_DAC2_ClearFlag();               //清除DAC2 DMA中断标志
    DMA_DAC2_SetBusPriority(2);         //设置总线访问为较高优先级
    DMA_DAC2_SetIntPriority(2);         //设置中断为较高优先级
    DMA_DAC2_EnableInt();               //使能DAC2 DMA中断
    DMA_DAC2_Enable();                  //使能DAC2 DMA功能
//  DMA_DAC2_Trigger();                 //触发DAC2 DMA

参考方波有PWMB产生，用P0.1输出

void PWMB_Init(void)
{
    PWMB_C6SwitchP01();                 //设置PWMB通道6数据端口: PWMB6 (P0.1)

    HSPWMB_Disable();                   //关闭高速模式，使用同步方式进行初始化
    PWMB_InternalClockMode();           //选择内部时钟模式
    PWMB_SetClockDivider(16);           //设置16位预分频
    PWMB_SetReload16(2799);             //设置16位重载值
    PWMB_BufferARR();                   //使能重载值寄存器预装载功能
    PWMB_SetCounter(0);                 //初始化计数值

    PWMB_CC6PDisable();                 //关闭通道
    PWMB_CC6Output();                   //使能通道输出功能
    PWMB_CC6PEnable();                  //打开通道
    PWM_UpdateDuty(PWMB_CH6, 1400);     //设置通道的PWM占空比
    PWMB_OC6REFPWMMode1();              //设置通道输出参考信号为PWM模式1信号
    PWMB_BufferCCR6();                  //使能CCRn预装载功能
    PWMB_CC6PNonInverted();             //设置正极通道输出高电平有效
    PWMB_EnablePWM6POutput();           //使能正极通道输出

    PWMB_EnableMainOutput();            //使能PWM主输出

    PWMB_SetIntPriority(1);             //设置中断为较低优先级
    PWMB_EnableUpdateInt();             //使能PWMB更新中断

LCR测试中，模拟开关高低电平切换的宏定义

//量程开关
#define Lc_4052_A_Clr() SetP6nInitLevelLow(PIN_3)        // 00    40欧
#define Lc_4052_A_Set() SetP6nInitLevelHigh(PIN_3)       //B0 A1   1K

#define Lc_4052_B_Clr() SetP8nInitLevelLow(PIN_0)         //B1 A0  10K
#define Lc_4052_B_Set() SetP8nInitLevelHigh(PIN_0)         //11    100K

//电流电压切换开关
#define VA_4053_A_Clr() SetP0nInitLevelLow(PIN_3)      //0 电压
#define VA_4053_A_Set() SetP0nInitLevelHigh(PIN_3)     // 1 电流

//带通输入端 放大倍数选择
#define DTQ_4053_C_Clr() SetP8nInitLevelLow(PIN_3) 
#define DTQ_4053_C_Set() SetP8nInitLevelHigh(PIN_3)       //电压跟随 还是9倍放大选择 ， 0：跟随 ；1：9倍
//带通输出端 放大倍数选择
#define DTH_4053_B_Clr() SetP0nInitLevelLow(PIN_2) 
#define DTH_4053_B_Set() SetP0nInitLevelHigh(PIN_2)       // 0 : 1倍，   1 ：10倍  
/*******************************************************************************************************/
//带通中选择某频率进入下个运放                               -------------------------------------------
#define DTZ_4053_A_Clr() SetP8nInitLevelLow(PIN_1)        //    0               1             0              
#define DTZ_4053_A_Set() SetP8nInitLevelHigh(PIN_1)       //                                  
                                                          //
#define DTZ_4053_B_Clr() SetP8nInitLevelLow(PIN_2)        //    0               0             0
#define DTZ_4053_B_Set() SetP8nInitLevelHigh(PIN_2)       //------------------------------------------  
                                                          //   1KHZ           100HZ         7.8KHZ
/********************************************************************************************************/
//鉴相开关
#define JX_4053_C_Clr() SetP0nInitLevelLow(PIN_1)      
#define JX_4053_C_Set() SetP0nInitLevelHigh(PIN_1)

//指示灯.........及固态继电器开关
#define QH_4052_A_Clr() SetP4nInitLevelLow(PIN_6)      
#define QH_4052_A_Set() SetP4nInitLevelHigh(PIN_6)

#define QH_4052_B_Clr() SetP4nInitLevelLow(PIN_5)      
#define QH_4052_B_Set() SetP4nInitLevelHigh(PIN_5)

//7.8KHZ滤波开关
#define K7K8HZ_LB_S_Clr() SetPBnInitLevelLow(PIN_6)      
#define K7K8HZ_LB_S_Set() SetPBnInitLevelHigh(PIN_6)

//100HZ滤波开关
#define K100HZ_LB_S_Clr() SetPBnInitLevelLow(PIN_7)      
#define K100HZ_LB_S_Set() SetPBnInitLevelHigh(PIN_7)

硬件SPI，没调通，一发送数据，就卡死（用AICUBE生成的），用软件SPI写了个发送函数，就正常了。（焊接了FLASH芯片，再测试另外的硬件SPI）

static void Software_Spi_WriteByte(uint8_t dat)
{
	uint8_t i;
	  LCD_CS_Clr() ;
	   for(i=0; i&lt;8; i++)			
			 {  
					if( (dat&amp;0x80)==0x80 )
						  LCD_MOSI_Set();
					else
						LCD_MOSI_Clr();

					dat &lt;&lt;= 1;

				LCD_CLK_Clr()  ;
				LCD_CLK_Set()  ;			
			 }
	
}

屏幕写数据和写命令函数


/******************************************************************************
      函数说明：LCD写入数据
      入口数据：dat 写入的数据
      返回值：  无
******************************************************************************/
void LCD_WR_DATA(u8 dat)
{
   LCD_DC_Set();//写数据
    //SPI2_WriteByte(dat);
	#ifdef Software_Spi
	Software_Spi_WriteByte(dat);
	#endif
}


/******************************************************************************
      函数说明：LCD写入命令
      入口数据：dat 写入的命令
      返回值：  无
******************************************************************************/
void LCD_WR_REG(u8 dat)
{
    LCD_DC_Clr();//写命令
   // SPI2_WriteByte(dat);
	#ifdef Software_Spi
      Software_Spi_WriteByte(dat);
	#endif
  
}

256点sin值（依据官方示例）

/************************************************************************************/
for(i=0; i<128; i++)	
		{
			u16_sin_data.sin_data_16 = 2048 + (u16)((T_SIN[i] - 2048)*(u32)amp/256);
			pu8DAC2DMABuffer[i*2] = u16_sin_data.byte_parts.sin_data_low8;
			pu8DAC2DMABuffer[i*2+1] = u16_sin_data.byte_parts.sin_data_high8;
			
		}
	for(i=128; i<256; i++)	
		{
		u16_sin_data.sin_data_16 = 2048 - (u16)((2048 - T_SIN[i])*(u32)amp/256);
			pu8DAC2DMABuffer[i*2] = u16_sin_data.byte_parts.sin_data_low8;
			pu8DAC2DMABuffer[i*2+1] = u16_sin_data.byte_parts.sin_data_high8;
			
		}

注意事项

此处可填写在设计制作时需重点关注的点或是易错的地方，示例：

原理图中红圈中的二极管，在焊接时，需要反向焊接（PCB标识错误）
（说明：为什么不重新导入，调换管脚呢，因为，LCEDA莫名奇妙的出现网表错误，当导入后，全部PCB元器件，会重新排列，需要重新布局，所以知道就好了，焊接注意下）
原理图中，紫色框内的电阻，是低温漂的，最好是0.1%的。
正弦波有一点点变形，软件还没调好，不能确定影响大小，请悉知
还有个问题就是在使用USB进行串口printf时，会影响中断（DAC的Timer17和PWM的中断响应）。
外壳就是EDA里的外壳就已经导出来了，组装时把航空插头与PCB之间的那个螺母去掉，不然外壳合不严实。
FLASH 可有可无，我焊接了，但不知道做什么，测试下硬件SPI驱动