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单片机智能频率信号装置

作者:时间:2012-02-09来源:网络收藏

0 概 述

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/172145.htm

在电力系统发电机组的调试试验工作及其它工程实践中,特别是旋转机械的调试工作中,广泛使用低频发生源。在以往的实践中,大量使用的为由晶体管组成的低频发生器或由电子管组成的工频源;这些仪器体大笨重,携带困难;同时模拟器件随时间和温度的漂移使输出信号不稳定,给调试工作带来了极大的不便。此外,在旋转机械的起动、停止和试运转过程中,还需要测量其转速()及记录其变化过程。本文介绍一种由组成的同时兼具信号发生和测量的信号,它充分发挥控制的特长,具有体积小、重量轻、能发生超低频信号、可编程模拟旋转机械的动态过程等一系列优点。

1 系统组成

信号以8031为主芯片构成,其系统组成如图1所示。其中2764用于存放工作程序,6116用于存放编程参数、控制参数、信号设定值及测量结果,8279用于键盘扫描和显示参数信息,DAC1210用于模拟输出,8254用来产生高精度的方波信号和扩展测量的分辨率和精度。

2 频率测量

频率测量原理见图1,被测信号经滤波、整形、二分频后送至8254的GATE0口,由方波的正半周启动16位计数器。计数器的溢出次数由8031的 INT0计数,方波的下降沿申请INT1中断读取8254计数器0的计数值和溢出次数。显然,由于二分频的作用,所测之值即为被测信号的周期。即:T= C/f0(式中:f0———8254的时钟频率;C———计数值)

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3 信号发生

设置有方波和正弦波两路信号输出。正弦由模拟输出通道输出;方波由可编程计数器8254的计数器1、计数器2串级分频后经功率放大输出。8254的计数器1和计数器2均按方式3运行。当计数器的编程值为N时,则输出一个周期为N/f0占空接近

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4 模拟输出

模拟输出由DAC1210构成。主要是将被测信号的频率转换成相对应的电压输出,供录波和其它采样使用。此外,在需要正弦波信号的应用场合,也可以将其编程为正弦波输出,构成第二路信号发生器。此时,DAC1210的输出由定时器1按1/n个信号周期定时启动,其值则由存储于EPROM正弦波序列查表确定。已知的定时时间为:

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波的波形失真度较小,取n=12,则fmin=1.27Hz,fmax=83333. 3Hz。为保证发生超低频率,则n值也应能根据信号要求自动调整。此外,若以n个周期等距地划分正弦波,则正弦波周期的分辨率为nμs(12M晶振),工频时(50Hz)其周期值为20000μs,频率分辨率为0.03Hz(n=12),不能满足某些特定工程的需要,所以,应根据信号频率自动调整n个定时时间内的定时值,以保证输出正弦波的分辨率最高。

5 编程控制

由于采用单片机构成信号装置,可以充分发挥单片机的控制和数据存储功能,构成智能型仪表。除信号发生值可以任意设置(数字给定)外,还可设置模拟端口的功能及调整模拟输出与被测信号的对应关系;或将发出的信号编程为阶跃变化、斜坡变化、等幅周期性变化、衰减周期性变化、按时间过程连续性曲线变化等,其变化幅值、斜率、变化周期、衰减率等均可根据实际情况进行编程,以满足各种特定的工程需要。

6 结束语

以本文原理构成的仪器已形成产品,并在水轮发电机组的测试试验中得到了应用。由于其具有测量范围宽、测量精度高、实时性好、智能化程度高、体积小、重量轻、携带方便及一机多用等特点,取得了令人满意的效果,具有较高的推广价值。

参考文献
1 程远楚.80C51FA在智能信号装置中的应用.电子技术应用,1997年第6期
2 何立民.单片机应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1990年
3 余水宝.单片机在高精度测频中的应用.电子测量技术,1995年



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