基于單片機控制的數字移相器設計

1.2單片機系統主電路

本電路主要由單片機AT89C51、鍵盤/顯示電路、模數轉換器AD574A、數模轉換器DAC0832、6116存儲器等構成，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)。鍵盤主要用來實現移相的具體數值(度)的設置，功能鍵包括設置鍵、數字鍵(“↑”、“→”)、復位鍵、運行鍵等五個鍵，最多可置720個0(720×0.5度=360度)，因此可達到0～360度的相移。根據任意設定的相位數值，把相位及數據存儲到隊列(如圖4所示)中的相應位置置0。顯示用四位數碼管實現，最低位為小數位，其余3位為整數位，可顯示范圍為0.5～360度。

A/D實現對波形數據(幅度)的采集、轉換。A/D每采集一個點，就存入存儲器的隊列中。同樣D/A借助單片機先從隊列中讀入一個數據，再由倍頻信號fo來控制D/A輸出數據的時間間隔，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個數據循環輸出，因此達到了移相的目的。

另外，因D/AC0832模/數芯片輸出的波形存在毛刺，需要進行濾波，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系統軟件設計

整個系統軟件的執行過程為：首先，通過鍵盤設置移相的數值，同時在顯示器上顯示出移相的度數；其次，啟動A/D把轉換結果存入隊列，在A/D的轉換過程中，D/A從隊列中讀出相應數據后D/A輸出；第三，D/A不斷循環輸出，實現連續的移相后的工頻信號。系統軟件流程框圖如圖6所示。

3結束語

該數字移相器可對任意波形信號(如正弦波、三角げā⒕獬薟ā⒎講ǖ炔ㄐ)進行任意相位的移相，具有測量精度高、跟蹤速度快的特點，根據設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

1何立民著.MCS-51系列單片機應用系統設計.北京：北京航空航天大學出版社，1990

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