基于AT89S51單片機(jī)的PWM專用信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

圖4 D/A芯片的接口電路

　　2.3波形整形及放大電路設(shè)計(jì)

　　由于經(jīng)DAC0832及外接的運(yùn)算放大器輸出的波形仍然不夠平滑，還有DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換時(shí)的上升沿，因此必須對(duì)輸出波形進(jìn)行整形以滿足我們的實(shí)驗(yàn)要求。波形整形芯片選用MAX4624，它是MAXIM公司生產(chǎn)的低開路電阻，低電壓先合后開單刀雙擲模擬開關(guān)。它具有過電流保護(hù)；能夠快速開閉，閉合及斷開最大時(shí)間均為50ns；電路開路電阻很低，供電電源為5伏時(shí)，Ron為1歐姆，供電電源為3伏時(shí)，Ron為2歐姆，也就是說，電路內(nèi)部開關(guān)噪聲低。為得到較大功率的脈沖信號(hào)，必須對(duì)第二級(jí)放大后的輸出信號(hào)進(jìn)行電流放大，這里選用兩只JFET管組成一對(duì)達(dá)林頓管進(jìn)行電流放大。同時(shí)為滿足實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)不同功率脈沖信號(hào)的要求，將第二級(jí)放大增益設(shè)計(jì)為可調(diào)的。其連接電路如圖5示。

圖5 波形整形及放大電路設(shè)計(jì)

　　作為專用PWM脈沖信號(hào)發(fā)生器，常有大的瞬時(shí)變化，這時(shí)整個(gè)線路往往會(huì)電源引線而產(chǎn)生電路諧振，產(chǎn)生尖峰干擾信號(hào)，消除種干擾的辦法可在芯片與電源線與地之間加上適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?。這里采用的是將兩個(gè)電容并聯(lián)的方法。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)前面的硬件描述，其軟件實(shí)現(xiàn)如圖6、7示。主程序完成程序的初始化，循環(huán)等待接受由鍵盤輸入的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，首先確定輸出信號(hào)的波形、初始頻率并根據(jù)其波形和初頻進(jìn)行編碼，存儲(chǔ)在單片機(jī)的ROM中，然后以一定的時(shí)間間隔將這些數(shù)字量送入D/A芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出，為得到不同的脈沖頻率，可通過改變輸入D/A芯片的數(shù)據(jù)間隔來改變輸出頻率。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　本信號(hào)發(fā)生器與其它相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：①較分立元件信號(hào)發(fā)生器而言，具有頻率高，工作穩(wěn)定，容易調(diào)試等特性；②較專用DDS芯片的信號(hào)發(fā)生器而言，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等特性。

　　本信號(hào)發(fā)生器各參數(shù)調(diào)節(jié)范圍為：脈沖占空比調(diào)節(jié)范圍為2-100%;電壓調(diào)節(jié)范圍為0-5.0V，步進(jìn)0.02V；頻率調(diào)節(jié)范圍為1KHz-100KHz。通過對(duì)軟件硬件的調(diào)試和檢測(cè)表明，該系統(tǒng)的軟件和硬件均能夠很好的工作，能夠滿足脈沖渦流探傷實(shí)驗(yàn)的特殊要求。且由于采用鍵盤調(diào)節(jié)方式以及專用的LED顯示，使我們的實(shí)驗(yàn)更加方便。但由于DAC0832芯片的建立時(shí)間的限制（其建立時(shí)間為1μs），即使使用高頻模擬開關(guān)進(jìn)行波形整形，其輸出波形仍然不夠完美。但若將DAC0832用其他建立時(shí)間較短的D/A轉(zhuǎn)換芯片來代替，如DAC712,則能夠得到非常完美的波形。

圖6 主程序流程圖

圖7 PWM子程序流程圖

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 朱定華，戴汝平等，單片微機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京交通大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社，2003

　　[2]International Semiconductor公司：DAC0832技術(shù)資料

　　[3] International Semiconductor公司：DAC712技術(shù)資料

　　[4] International Semiconductor公司：LF357技術(shù)資料

　　[5]MAXIUM公司: MAX4624技術(shù)資料