基于單片機(jī)控制的數(shù)字移相器設(shè)計

1.2單片機(jī)系統(tǒng)主電路

本電路主要由單片機(jī)AT89C51、鍵盤/顯示電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832、6116存儲器等構(gòu)成，具體電路如圖5所示(鍵盤/顯示電路和6116存儲器等圖中未畫出)。鍵盤主要用來實現(xiàn)移相的具體數(shù)值(度)的設(shè)置，功能鍵包括設(shè)置鍵、數(shù)字鍵(“↑”、“→”)、復(fù)位鍵、運(yùn)行鍵等五個鍵，最多可置720個0(720×0.5度=360度)，因此可達(dá)到0～360度的相移。根據(jù)任意設(shè)定的相位數(shù)值，把相位及數(shù)據(jù)存儲到隊列(如圖4所示)中的相應(yīng)位置置0。顯示用四位數(shù)碼管實現(xiàn)，最低位為小數(shù)位，其余3位為整數(shù)位，可顯示范圍為0.5～360度。

A/D實現(xiàn)對波形數(shù)據(jù)(幅度)的采集、轉(zhuǎn)換。A/D每采集一個點(diǎn)，就存入存儲器的隊列中。同樣D/A借助單片機(jī)先從隊列中讀入一個數(shù)據(jù)，再由倍頻信號fo來控制D/A輸出數(shù)據(jù)的時間間隔，D/A的第一周期輸出從“輸出1”口輸出，以后則從“輸出2”口輸出，對采集的720個數(shù)據(jù)循環(huán)輸出，因此達(dá)到了移相的目的。

另外，因D/AC0832模/數(shù)芯片輸出的波形存在毛刺，需要進(jìn)行濾波，通過實驗，在其輸出端加一個1000p的電容就可以使這些毛剌基本消失，得到較平滑的波形。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計

整個系統(tǒng)軟件的執(zhí)行過程為：首先，通過鍵盤設(shè)置移相的數(shù)值，同時在顯示器上顯示出移相的度數(shù)；其次，啟動A/D把轉(zhuǎn)換結(jié)果存入隊列，在A/D的轉(zhuǎn)換過程中，D/A從隊列中讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)后D/A輸出；第三，D/A不斷循環(huán)輸出，實現(xiàn)連續(xù)的移相后的工頻信號。系統(tǒng)軟件流程框圖如圖6所示。

3結(jié)束語

該數(shù)字移相器可對任意波形信號(如正弦波、三角げ?、锯乘Wā⒎講ǖ炔ㄐ)進(jìn)行任意相位的移相，具有測量精度高、跟蹤速度快的特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)定要求移相后所獲得的輸出波形與輸入信號波形的幅度、頻率逼近，即輸出移相后波形的失真度較小。

參考文獻(xiàn)

1何立民著.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990

2萬心平，張厥盛，鄭繼禹著.鎖相技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1989