汽輪機(jī)蒸汽濕度測量系統(tǒng)的頻率跟蹤設(shè)計

4．2 頻率跟蹤的軟件設(shè)計
采用MSP430系列16位超低功耗MSP430F157系列單片機(jī)。該系列器件是德州儀器公司的超低功耗Flash型16精簡指令位高集成度單片機(jī)。其主要特點：①超低功耗。其處理器的功耗為1．8～3．6 V，0．1～400μA，250μA／MI／s；最大線輸出漏電流為50 nA，是業(yè)界最低。②矢量中斷。支持10多個中斷源，并可任意嵌套。③執(zhí)行速度快。一個時鐘周期可執(zhí)行一條指令，傳統(tǒng)的MCS51單片機(jī)要12個時鐘周期才可執(zhí)行一條指令。④高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊。這里頻率跟蹤系統(tǒng)主要采用MSP430F157單片機(jī)的DACl2模塊。MSP430F157單片機(jī)的DACl2_0通道有內(nèi)部參考源發(fā)生器、DACl2核、數(shù)據(jù)及鎖存控制邏輯和輸出電壓緩沖器。其主要特征是具有8位和12位分辨率、內(nèi)部和外部參考電壓、自校驗，以及可直接用存儲器存取等功能。DACl2寄存器包括DACl2_0CTL控制寄存器和DACl2_0DAT數(shù)據(jù)寄存器。前者用于設(shè)置DACl2_0輸出。設(shè)計中，DACl2選擇為12位分辨率，且滿量程輸出等于參考電壓，DACl2_0數(shù)模轉(zhuǎn)換的關(guān)系式為：

硬件實現(xiàn)鑒幅和鑒相；軟件控制實現(xiàn)單片機(jī)的輸出電壓。通過比較器1將鑒幅結(jié)果轉(zhuǎn)換為O和1信號．并由P1．3讀入單片機(jī)；通過比較器2將鑒相結(jié)果轉(zhuǎn)換為0和1信號，并由P1．4讀入單片機(jī)。這兩個信號共同控制DACl2_0以改變VCO的控制電壓，實現(xiàn)頻率跟蹤。DACl2_0的工作過程是：當(dāng)P1.3讀入值為0時，諧振腔諧振，此時鎖定單片機(jī)的輸出電壓；當(dāng)P1．3讀入值為1時，諧振腔失諧，此時需判斷P1．4的值。當(dāng)P1．4=0時，增大單片機(jī)的輸出電壓，反之。減小單片機(jī)的輸出電壓。
該過程軟件設(shè)計代碼為：

該軟件設(shè)計方法可提高頻率調(diào)整速度，減少掃頻時間，從而提高整個系統(tǒng)的實時性，實現(xiàn)跟蹤系統(tǒng)的智能化。

5 結(jié)語
根據(jù)單腔微擾測濕原理，設(shè)計了自動頻率跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)可使VCO的輸出頻率與諧振腔的諧振頻率實時保持一致，這對提高整個測濕系統(tǒng)測量精度，保證整個系統(tǒng)的實時性和智能化有著重要價值和意義。