基于相关原理的相位差测量算法与装置设计.doc

基于相关原理的相位差测量算法与装置设计 摘 要随着数字电子技术的发展，由数字逻辑电路组成的控制系统逐渐成为现代检测技术中的主流，数字测量系统也在工业中越来越受到人们的重视。在实际工作中，常常需要测量两列频率相同的信号之间的相位差，来解决实践中出现的种种问题。例如，电力系统中电网合闸时，要求两电网的电信号之间的相位相同，这时需要精确测量两列工频信号之间的相位差。如果两列信号之间的相位差达不到相同，会出现很大的电网冲激电流，对供电系统产生巨大的破坏力，所以必须精确地测量出两列信号之间的相位差。数字式仪器采用数码管显示相位差，精确度高，稳定性能好，读数方便且不需要经常调试，所以数字式测量仪逐渐代替了原来的模拟式仪器。本设计由8051构成的最小系统，通过外围扩展，精确测量工频电压的相位差。关键词：单片机； 相位差； LEDAbstractWith the development of digital electronic technology, the control system composed of digital logical circuits becomes the mainstream in the modern detection technique gradually, the digital measuring system is paid attention to more and more by people industry too.In the practical work, we often need to survey between two row frequency same signals frequently the phase difference, for solving all sorts of problems which appear in the practice. for example, when the electrical power system the electrical network switches , requiring two electrical networks electrical signals phase to be the same, now we need for accurate measurement of two phase difference between the frequency signals . If two row signals phase differences cannot achieve same, there will present the very big electrical network impulse electric current, there will have the huge destructive power to the power supply system, therefore it must be accurately measured between the two signal phase. The digital instrument uses the Light Emitting Diode to demonstrate in phase difference, the precision is high, the stable performance is good, the reading is convenient and it does not need to debug frequently, therefore the digital measuring instrument has replaced the original simulation type instrument gradually. This design by the 8051constitutions smallest system, expands through the periphery, precision measuring power frequency voltage phase difference.Key words ： single2chip computer； Phase difference； LED I 第一章 绪论1.1课题的意义众所周知，相位是交变信号的三要素之一，而相位差则是研究两个相同频率交流信号之间关系的重要参数。相位差的测量是电气测量的一项基本内容，其含义为测量两个同频率周期信号的相位差值。例如某一电路系统输入信号与输出信号之间的相位差，三相交流电两个相电压或两个线电压之间的相位差，相电压与相电流之间的相位差等。又如，在自动控制理论中，系统的相频特性为在不同频率正弦信号作用下，系统的输出信号与输入信号之间的相位和频率的函数关系。此外，同频率正弦信号的相位差测量在工业自动化、智能控制及通讯电子等许多领域都有着广泛的应用。如电工领域中的电机功角测试，介质材料损耗角的确定等等。因此相位差的测量是研究网络相频特性中不可缺少的重要方面。1.2 国内相位差测量研究现状概述传统的测量方法很多，有示波器测量法，将相位差转化为时间间隔法，电压测量法，零示法等。通常的测量方法是对两个输入信号进行调理，应用过零检测的方法使其变换成两个方波。然后对这两个方波进行比较得到鉴相脉冲，即相位差脉宽。再由鉴相脉冲来控制计数器的开停，即用高频时钟脉冲去填充两个信号的相位差，从而实现相位差的测量。而计数电路计数是以时钟信号的上升沿为触发信号的，所以由这种方法测得内的时钟脉冲个数N，仅仅反映了内所包含的时钟脉冲上升沿的个数，N x Tclk也就无法准确的反映鉴相脉宽Z。这是由计数方法本身所带来的误差，在相位差测量中是无法避免的。当相位差脉宽远远大于用于计数的高频时钟脉冲周期时，这个误差完全可以忽略不计。在实际的测量电路中，由于受限于电子元器件物理特性的影响，前端的信号调理电路和过零检测电路势必会带来方波信号相对于输入信号过零点的偏移，所以得到的方波信号的相位实际上是原始输入信号的相位和调理电路及过零检测电路导致相位差的综合相位。这些都是相位差测量中不得不考虑的误差。在测量精度要求比较高，尤其相位差相对比较小时，我们都必须提高计数标准时钟脉冲的频率，即填充脉冲的频率。这就增加了设计本身的难度，也提高了选用元器件的要求。而在传统的测量方法中，当相位差的脉冲宽度小于计数脉冲宽度时，相位差更是无法测量。因此，我们必须设计出一种新的测量方法来实现更高精度相位差的测量。1.3 相位计的作用相位的测量通常是指两个同频率信号之间相位差的测量。相位计是一种应用非常广泛的电子测量仪器。随着科学技术的发展，相位测量技术的应用已深入到许多领域和部门，如:电力部门、机械部门、航空航天、地质勘探、海底资源等。正确使用相位测量技术可以解决电气、电子及其它非电量测量的许多问题。例如:(1)测量网络的传输特性只要测出幅频特性及相频特性，就可了解网络的全部传输特性。(2)测量谐振频率根据谐振时其相位为零特性即可求出其谐振频率。(3)测量时延特性通过测量被测网络的相位，可得到被测网络的相时延频率特性及群时延频率特性。(4)测量和校正伺服系统伺服系统是自动控制的重要组成部分，因其电动机、解调器等都设计成响应于同相信号，故它需要经常测量信号的相位。(5)测量距离和方向在相位导航系统中，接收机同时接受两个基本点发射机传来的信号，每个信号的相位与发射机与接收机的距离成正比，故求得相位差即可确定飞机及船舰所处的位置。(6)测量厚度及金属探伤。(7)电压、电流间相位差及功率因数的测量等。由此可见，相位计和相位测量技术广泛用于农业生产、医疗、勘探、电力、航空航天、地震预报、石油冶金等多种行业。1.4 相位和相位差的概念相位 相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2ft。i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f是交流电的频率，t是时间。随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零。在三角函数中2ft相当于角度，它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减小，是正的还是负的等等。因此把2ft叫做相位，或者叫做相。 如果t等于零的时候，i并不等于零，公式应该改成i=Isin(2ft+)。那么2ft+叫做相位，叫做初相位，或者叫做初相。相位差 两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交流电流的相位差。如果电路是纯电阻，那么交流电压和电流的相位差等于零。也就是说交流电压等于零的时候，交流电流也等于零，交流电压变到最大值的时候，交流电流也变到最大值。这种情况叫做同相位，或者叫做同相。如果电路含有电感和电容，交流电压和交流电流的相位差一般是不等于零，也就是说一般是不同相的，或者电压超前于电流，或者电流超前于电压。加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于180。这种情况叫做反相位，或者叫做反相。1.5 相位测量方案论证测量相位的方法很多，总的来讲无外乎以下几种：直接使用示波器，相位差转换为电压与标准移相器比较（零示法），相位差转换为时间间隔，或模拟或数字，下面介绍几种测量相位差的方法。1.5.1 方案一：相位电压转换法 相位-电压转换式数字相位计的原理框图如图1-1所示。图1-1相位电压转换测量法的原理图设、为频率相同、相位差为的两个被测正弦信号，经限幅放大和脉冲整形后变成两个方波，再经过鉴相电路（如异或鉴相），输出周期为T，宽度为的方波，若方波幅度为，则此方波的平均值即直流分量为=。因此，用低通滤波器对方波进行平滑滤波后，输出电压即为直流电压。上式中T为被测信号的周期，由两信号的相位差决定，即=。所以与的关系为：=*T，代入上式，得=，若A/D转换的量化单位取为/，则A/D转换结果即为的度数。1.5.2 方案二：通过倍频电路实现相位差的测量先通过比较电路将两路同频信号分别转换为相应的脉冲信号，然后将其中的一路信号通过反相器取反后与另一路信号相与，得到一等脉宽的脉冲波形，此脉冲波形的脉宽t，即表示两信号的相位差。将原信号对应的任意一路脉冲信号（周期为T）倍频后，作为单片机计数器的计数脉冲，并对相位差脉冲记数脉冲周期为T/A，可得到两信号相位差计算公式如下： Q=360Xt/T=360*W*（T/A）/T=360*W/A=W*N其中N=360/A，N为常数，是相位测量系统的最小精确度。经过单片机系统编程即可实现此简单运算式，并将运算结果Q送LED显示。原理图如图1-2： 图1-2倍频电路实现相位差原理图1.5.3 方案三：相位一时间转换法此方案的基本原理是：先分别将被测信号和经过相移网络后的信号通过过零比较器整形成TTL电平方波，然后通过时间间隔内的计数测量，得到相位差。其中不同的计数方法也是各有利弊，举例如下：（1）采用单片机内部中断和计数器测量。将两路信号分别通过放大、整形、过零比较，然后分别输入单片机得两个外部中断，一个中断开启定时器，另一个中断关闭定时器，通过读定时器值即可计算得相位差。这个方案采用的外部器件较少，电路简单。图1-3利用单片机计数器的测量法MCS51单片机的51子系列有两个定时器/计数器，分别记为T0或T1。每个定时器/计数器有一个外部输入端（T0和T1）、一个十六位的二进值加法计数器（TH0、TL0和TH1、TL1）以及两个内部特殊功能寄存器TMOD和TCON。TMOD用于选择计数器、控制计数信号的输入和定义计数器的工作方式。TCON用于控制计数信号的输入和计数器的溢出。但是，51系列的单片机速度较慢，在被测信号频率较高时，测得相位差的绝对误差比较大。（2）采用较高频率的外部晶振计数测量。同样将两路信号分别通过放大、整形、过零比较，再将两路整形后的信号输入D触发器，经过“异或”操作，得到可以反映相位差的宽脉冲。然后在宽脉冲的时间单元内，对高频的晶振信号进行计数，并将计数结果送入单片机进行数据处理，最后在显示模块中显示相位信息。图1-4利用外部晶振计数的测量法方案三（1）此方法应用硬件少，结构简单，虽然51系列的单片机速度较慢，在被测信号频率较高时，测得相位差的绝对误差比较大，但本设计被测信号是低频信号，测得相位差的误差很小，满足设计要求。所以可以看出后者更具优势。故本次设计采用第三种(1)方案。 第2章 硬件设计2.1 系统总体框图及说明图2-1 系统总体框图整个系统由电压跟随器，低通滤波器，放大整形电路，鉴相电路，单片机及数码管组成。电压跟随器由于其反馈量大，增益稳定度高，可提高整个系统的输入阻抗，起缓冲电路的作用，以保证测量系统与被测信号源相接时不吸收信号源能量，不改变信号源的工作状态。低通滤波器是滤除高频杂波。放大整形电路：为减小两路被测信号在测量电路中的附加相移引起的测量误差，两个通道采用相同的放大整形电路。该电路由两个高性能的集成运算放大器组成，集成运放LM339用来对输入信号进行放大，以适应测量微弱信号。LM339在电路中组成施密特电压比较器，用于检测正弦信号的零点，当输入端信号0 时, LM339 输出高电平; 当输入端信号0.707时的效果，图b是Q=0.707时的效果，图c是Q0.707(b) Q=0.707(c)Q0.707 或QUr时，输出为高电平UOH。图1b为其传输特性。图2-12 基本单限比较电路图2-13为某仪器中过热检测保护电路。它用单电源供电，1/4LM339的反相输入端加一个固定的参考电压，它的值取决于R1于R2。UR=R2/（R1+R2）*UCC。同相端的电压就等于热敏元件的电压降。当机内温度为设定值以下时，“+”端电压大于“-”端电压，为高电位。当温度上升为设定值以上时，“-”端电压大于“+”端，比较器反转，输出为零电位，使保护电路动作，调节R1的值可以改变门限电压，既设定温度值的大小。图2-13 （二）过零比较器过零比较器，顾名思义，其阀值电压=0V。电路如图（a）所示，集成运放工作在开环状态，其输出电压为+或-。当输入电压0V时，=+；当0V时，=-。因此，电压传输特性如图（b）所示。若想获得跃变方向相反的电压传输特性，则应在图（a）所示电路中将反相输入端接地，而在同相输入端接输入电压。图2-14 过零比较器及其电压传输特性为了限制集成运放的差模输入电压，保护其输入级，可加二极管限副电路，如图2-15所示.图2-15 电压比较器输入级的保护电路在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，从而获得合适的和，如图（d）所示。图中R为限流电阻，两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大输出电压。设稳压管的稳定电压为，的稳定电压；和的正向导通电压均为。当0时，由于集成运放的输出电压=+，使工作在稳压状态，工作在正向导通状态，所以输出电压=+（+）。当0，由于集成运放输出电压=-，使工作在稳压状态，工作在正向导通状态，所以输出电压=-（+）。若要求=，则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管，其符号如图（e）所示，稳定电压标为。当0时，=+；当0时，=-。（d）两只稳压管稳压值不同 (e)两只稳压管稳压值相同图2-16 电压比较器的输出限幅电路限幅电路的稳压管还可跨接在集成运放的输出端和反相输入端之间，如图2-17所示。假设稳压管截止，则集成运放必然工作在开环状态，输出电压不是+，就是-。这样，必将导致稳压管击穿而工作在稳压状态，构成负反馈通路，使反相输入端为“虚地”，限流电阻上的电流等于稳压管的电流，输出电压=。这种电路的优点是：一方面，由于集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零，从而保护了输入端；另一方面，由于集成运放并没有工作到非线性区，因而在输入电压过零时，其内部的晶体管不需要从截止区逐渐进入饱和区，或从饱和区逐渐进入截止区，所以提高了输出电压的变化速度。图2-17 稳压管接在反馈通路中2、迟滞比较器迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。前面介绍的单限比较器，如果输入信号在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏）。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。图2-18（a）给出了一个迟滞比较器，人们所熟悉的“史密特”电路即是有迟滞的比较器。图2-18(b)为迟滞比较器的传输特性。 图2-18 迟滞比较器不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过U之值，输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于U的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。如果需要将一个跳变点固定在某一个参考电压值上，可在正反馈电路中接入一个非线性元件，如晶体二极管，利用二极管的单向导电性，便可实现上述要求。图2-19为其原理图。图2-19图2-20为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分。电网电压正常时，1/4LM339的U42.8V，比较器翻转，输出为0V，BG1截止，U5的电压就完全决定于R1与R2的分压值，为2.7V，促使U4更大于U5，这就使翻转后的状态极为稳定，避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。由于制造了一定的回差（迟滞），在过电压保护后，电网电压要降到242-5=237V时，U4U3，电磁炉才又开始工作。这正是我们所期望的。图2-203、双限比较器（窗口比较器）图2-21电路由两个LM339组成一个窗口比较器。当被比较的信号电压位于门限电压之间时（UR1UR2或UR1）输出为低电位（UO=UOL），窗口电压U=UR2-UR1。它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。图2-21 窗口比较器2.6过零鉴相这种方法的基本要点是:将两个同频正弦信号经过放大整形成为方波信号，其前后沿对应于正弦信号的正向过零点和负相过零点，将两个方波信号分别送入RS触发器的置位端和复位端。基准方波信号的前沿(或后沿)将触发器置位，测量方波信号的前沿(或后沿)将其复位。RS触发器输出的脉冲宽度，即基准信号过零点与测量信号过零点之时间差。将其测量显示读数即被测相位差值。2.6.1单向过零鉴相法 原理框图见下图2-20：过零比较器1过零比较器2D触发器D触发器异或门图2-20 单向过零鉴相将两路被测量信号分别通过放大和过零比较器整形后形成两路矩形波，经脉冲形成电路输出两正脉冲，分别送入触发器的两个输入端，对触发器进行置位和复位，形成方波。超前信号的前沿对应方波的前沿，滞后信号的前沿对应方波的后沿，通过计算两个边沿的宽度(设为t)，再根据p=t/T计算得出相位差值，式中T为被测信号周期。设基准信号： （2-16）测量信号： （2-17）设过零的时刻为，过零的时刻为，则，可得： （2-18）所以相位差 （2-19）式中，T为周期。 或 （2-20）由式（2-20）可见，相位差与两路测量信号通过零点的时间差成正比，即通过测量两个同频正弦信号的相位差再经过换算就可测量出相位差。二分频电路由D触发器构成，把需要分频的信号接CLK，输出/Q反馈到输入D端。CLR和PR是清零，都是低电频有效。连接如下图2-21。 图2-21二分频电路图2-22 AT89C51单片机2.7 单片机电路2.7.1单片机MCS-51的引脚说明MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明Pin20:接地脚。Pin40:正电源脚，正常工作或对片内EPROM烧写程序时，接+5V电源。Pin19:时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。Pin18:时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，但需在18和19脚外接石英晶体(2-12MHz)和振荡电容，振荡电容的值一般取10p-30p。另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入输入输出(I/O)引脚： Pin39-Pin32为P0.0-P0.7输入输出脚，Pin1-Pin1为P1.0-P1.7输入输出脚，Pin21-Pin28为P2.0-P2.7输入输出脚，Pin10-Pin17为P3.0-P3.7输入输出脚，这些输入输出脚的功能说明将在以下内容阐述。Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚，当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，8051的初始态如下表Pin30:ALE/当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。如果单片机是EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲。Pin29:当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。Pin31:EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，8051和8751单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。显然，对内部无程序存储器的8031,EA端必须接地。在编程时，EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。2.7.2 MCS-51定时/计数器介绍MCS-51的单片机内有两个16位可编程的定时/计数器，它们具有四种工作方式，其控制字和状态均在相应的特殊功能寄存器中，通过对控制寄存器的编程，就可方便地选择适当的工作方式。下面我们对它们的特性进行阐述定时/计数器的工作方式MCS-51单片机内部的定时/计数器的结构如图2-23所示，定时器T0特性功能寄存器TL0（低8位）和TH0（高8位）构成，定时器T1由特性功能寄存器TL1（低8位）和TH1（高8位）构成。特殊功能寄存器TMOD控制定时寄存器的工作方式，TCON则用于控制定时器T0和T1的启动和停止计数，同时管理定时器T0和T1的溢出标志等。程序开始时需对TL0、TH0、TL1和TH1进行初始化编程，以定义它们的工作方式和控制T0和T1的计数。 图2-23 MCS-51定时/计数器结构图TMOD和TCON这两个特殊功能寄存器的格式参见下表：1.定时/计数器的方式控制字TMOD，字节地址为89H，其格式如表2-1：TMOD寄存器表1TMOD寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/M1M0 T1 方 式 字 段 T0 方 式 字 段2.定时器控制积存器TCON，字节地址为88H，位地址为88H8FH，其格式如表2-2：TCON结构表2TCON结构D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0下面介绍MCS-51的定时/计数器的2种工作方式：工作方式0定时/计数器0的工作方式0电路逻辑结构见图2-24（定时/计数器1与其完全一致），工作方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH的全部8位和TL的低5位构成，TL的高3位没有使用。当=0时，多路开关接通振荡脉冲的12分频输出，13位计数器以次进行计数。这就是定时工作方式。当=1时，多路开关接通计数引脚（To），外部计数脉冲由银南脚To输入。当计数脉冲发生负跳变时，计数器加1，这就是我们常称的计数工作方式。图2-24 定时/计数器工作方式0逻辑结构不管是哪种工作方式，当TL的低5位溢出时，都会向TH进位，而全部13位计数器溢出时，则会向计数器溢出标志位TF0进位。我们讨论门控位GATA的功能，GATA位的状态决定定时器运行控制取决于TR0的一个条件还是TR0和INT0引脚这两个条件。当GATA=1时，由于GATA信号封锁了与门，使引脚INT0信号无效。而这时候如果TR0=1，则接通模拟开关，使计数器进行加法计数，即定时/计数工作。而TR0=0，则断开模拟开关，停止计数，定时/计数不能工作。当GATA=0时，与门的输出端由TR0和INT0电平的状态确定，此时如果TR0=1，INT0=1与门输出为1，允许定时/计数器计数，在这种情况下，运行控制由TR0和INT0两个条件共同控制，TR0是确定定时/计数器的运行控制位，由软件置位或清“0”。如上所述，TF0是定时/计数器的溢出状态标志，溢出时由硬件置位，TF0溢出中断被CPU响应时，转入中断时硬件清“0”，TF0也可由程序查询和清“0”。在工作方式下，计数器的计数值范围是： 18192（213）当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（213计数初值）晶振周期12或（213计数初值）机器周期其时间单位与晶振周期或机器周期相同。如果单片机的晶振选为6.000MHz，则最小定时时间为： 213（2131）1/610-612=210-6(s)=2(us) (2130)1/610-612=1638410-6(s)=16384(us)工作方式1当M1，M0=01时，定时/计数器处于工作方式1，此时，定时/及数器的等效电路如图2-25所示，仍以定时器0为例，定时器1与之完全相同。图2-25 定时/计数器工作方式等效电路可以看出，方式0和方式1的区别仅在于计数器的位数不同，方式0为13位，而方式1则为16位，由TH0作为高8位，TL0为低8位，有关控制状态字（GATA、TF0、TR0）和方式0相同。在工作方式1下，计数器的计数值范围是： 165536（216）当为定时工作方式1时，定时时间的计算公式为：（216计数初值）晶振周期12或（216计数初值）机器周期其时间单位与晶振周期或机器周期相同。如果单片机的晶振选为6.000MHz，则最小定时时间为： 213（2161）1/610-612=210-6(s)=2(us) (2160)1/610-612=13107210-6(s)=131072(us)。2.8 LED数码管工作原理为了能以十进制数码直观地显示数字系统的运行数据，目前广泛使用了七段字符显示器，或称做七段数码管。这种字符显示器由七段可发光的线段拼合而成。常见的七段的七段字符显示器有半导体数码管和液晶显示器两种。下图2-26是半导体数码管BS201A的外形图。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管（Light Emitting Diode ，简称LED），因而也把它叫做LED数码管或LED七段显示器。图2-26 半导体数码管LED显示器分类（1）按字高分：笔画显示器字高最小有1mm（单片集成式多位数码管字高一般在23mm）。其