基于AT89S51單片機的PWM專用信號發生器設計

渦流無損檢測作為無損檢測應用最廣泛的方法之一，具有傳感器結構簡單、靈敏度高、測量范圍大、不受油污等介質影響、抗干擾能力強等優點，已被廣泛應用于冶金、機械、化工、航空等多個工業部門。然而由于受趨膚效應的影響，常被限制在對導體表面及亞表面層的檢測上，這使其檢測應用范圍受到了很大的限制。但是，若檢測線圈在脈沖激勵作用下，因脈沖信號中含有豐富、連續的頻率成分，所以檢測線圈中所得到的信息不僅包含了被檢測試件的表面、亞表面信息，還包含其深度信息，能夠對材質以及缺陷進行定量評價。而脈沖信號的波形、頻率、幅值、占空比等參數的改變對檢測結果有著不同的影響。因此為了獲得不同的脈沖激勵下的檢測結果。特制作了這一專用高精度大功率脈沖信號發生器。

2硬件設計

為滿足試驗要求，該信號發生器的設計目的是能產生多個波形，且頻率，電壓，占空比均可以調節的高精度，大功率脈沖信號。該信號發生器的硬件部分：通過單片機控制數模轉換芯片輸出不同的波形，再經過兩級放大以及高頻模擬開關進行波形整形得到較為完美的波形后，再用一組達林頓管進行電流放大得到較大功率的脈沖信號。系統硬件框圖如圖1示。

圖6主程序流程圖

圖7PWM子程序流程圖


4結束語

本信號發生器與其它相比具有如下優點：①較分立元件信號發生器而言，具有頻率高，工作穩定，容易調試等特性；②較專用DDS芯片的信號發生器而言，具有結構簡單，成本低等特性。

本信號發生器各參數調節范圍為：脈沖占空比調節范圍為2-100%;電壓調節范圍為0-5.0V，步進0.02V；頻率調節范圍為1KHz-100KHz。通過對軟件硬件的調試和檢測表明，該系統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。且由于采用鍵盤調節方式以及專用的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進行波形整形，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轉換芯片來代替，如DAC712,則能夠得到非常完美的波形。

參考文獻：

[1] 朱定華，戴汝平等，單片微機原理與應用[M].北京交通大學出版社，清華大學出版社，2003
[2]International Semiconductor公司：DAC0832技術資料
[3] International Semiconductor公司：DAC712技術資料
[4] International Semiconductor公司：LF357技術資料
[5]MAXIUM公司: MAX4624技術資料