基于AT89S51單片機的PWM專用信號發(fā)生器的設(shè)計
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
由于經(jīng)DAC0832及外接的運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)換時的上升沿,因此必須對輸出波形進(jìn)行整形以滿足我們的實驗要求。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,閉合及斷開最大時間均為50ns;電路開路電阻很低,供電電源為5伏時,Ron為1歐姆,供電電源為3伏時,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,必須對第二級放大后的輸出信號進(jìn)行電流放大,這里選用兩只JFET管組成一對達(dá)林頓管進(jìn)行電流放大。同時為滿足實驗時對不同功率脈沖信號的要求,將第二級放大增益設(shè)計為可調(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
作為專用PWM脈沖信號發(fā)生器,常有大的瞬時變化,這時整個線路往往會電源引線而產(chǎn)生電路諧振,產(chǎn)生尖峰干擾信號,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電容并聯(lián)的方法。
3 軟件設(shè)計
根據(jù)前面的硬件描述,其軟件實現(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,首先確定輸出信號的波形、初始頻率并根據(jù)其波形和初頻進(jìn)行編碼,存儲在單片機的ROM中,然后以一定的時間間隔將這些數(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
本信號發(fā)生器與其它相比具有如下優(yōu)點:①較分立元件信號發(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芯片的信號發(fā)生器而言,具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低等特性。
本信號發(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。通過對軟件硬件的調(diào)試和檢測表明,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驗的特殊要求。且由于采用鍵盤調(diào)節(jié)方式以及專用的LED顯示,使我們的實驗更加方便。但由于DAC0832芯片的建立時間的限制(其建立時間為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
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