一種用于汽車電磁閥質量測試電源的設計
2.1 低頻段PWM信號產生電路
AD9851是高集成度的直接數字頻率合成器,該器件頻帶寬、頻率與相位均可控。其主要組成為:相位累加器、相位相加器、波形存儲器、數字相乘器和D/A 轉換器。基本工作為:在采樣時鐘信號的控制下,通過由頻率碼控制的相位累加器輸出相位碼,將存儲于只讀存儲器中的波形量化采樣數據值按一定的規律讀出,經 D/A轉換和低通濾波后輸出正弦信號。
低頻段信號產生電路如圖2所示,設計電路中,AD9851外接30 MHz有源晶振作為參考頻率源。單片機與AD9851采用高速并行接口工作方式,以AT89C55的引腳P1.0~P1.7作為AD9851的并行數據輸入端口,P2.O,P2.1,P2.2作為I/O口輸出數據對AD9851的RESET,FQ_UD,W_CLK進行控制。AD9851輸出頻率可變的方波送到單片機外部中斷INT0,P2.3為低頻PWM信號輸出端口。單片機具體輸入方式為:有效復位信號RESET使輸入數據地址指針指向第1個輸入寄存器,W_CLK上升沿寫入第1組8位數據,指針指向下一個輸入寄存器。連續5個W_CLK上升沿完成全部40位控制數據的輸入。此后WCLK信號上升沿無效。FQ_UD上升沿到來時這40位控制數據由輸入寄存器寫入頻率,相位控制寄存器,更新輸出頻率和相位,同時把地址指針復位到第1個輸入寄存器,等待下一組新數據的寫入。

AD9851首先通過IOUT引腳輸出頻譜純凈的正弦信號,輸出經外部無源低通濾波后,由引腳VINP進入AD9851內部高速比較器,最后由引腳 VOUTN輸出得到穩定性很好的方波。將方波引入單片機外部中斷引腳,中斷設置為下降沿觸發,將單片機端口P2.3設置為低頻PWM信號輸出端。如圖3所示,P2.3口輸出頻率與INT0一致,占空比可調的矩形波。

具體控制占空比過程如下:單片機進入外部中斷之后,將P2.3置高電平,延時一段時間t,再將P2.3置低電平。這樣P2.3口就輸出占空比q%=t/T的矩形波,通過改變延時t就能改變占空比,延時函數如下:

單片機晶振為12 MHz時,此函數延時8c μs,假設AD9851輸出頻率為f的方波送給INT0,例如需要產生占空比為q%的矩形波,則滿足如下關系:

因此延時時間t=delay(1 250q/f)時,即可由P2.3口輸出頻率為f,占空比為q%的矩形波。需要注意的是,如果頻率很高,T很小,因為延時函數t延時8μs整數倍,所以占空比控制精度將會無法保證,頻率越高,精度越低。由于本設計低頻率段在0~200 Hz范圍內,AD9851送給外部中斷引腳的方波周期比較大,因此采用上述方法可以比較精確地控制q在O~100內變化,輸出比較理想的頻率占空比獨立可調的低頻PWM信號。
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