標簽：脈沖信號(1)信號處理(221)控制電路(387)
本文設計并制作了一種便于模擬汽車電磁閥實際工作狀態(tài)的電源。根據(jù)電磁閥在汽車中的工作要求，對電磁閥在各種工作狀態(tài)下的質量要求進行模擬測試。同時解決測試出口電磁閥產品性能指標的難題，為我國電磁閥的出口產品提供必要的技術性能測試設備。電磁閥在現(xiàn)代汽車中應用十分廣泛，電磁閥的性能與汽車的性能緊密相關。施加到電磁閥的電源在實際工作時的狀態(tài)是異常復雜的，主要表現(xiàn)在電磁閥電源的電壓幅度、頻率、占空比的復雜性和隨機性。為了保證電磁閥出廠的質量，本文設計并制作了一種便于模擬汽車電磁閥實際工作狀態(tài)的電源。根據(jù)電磁閥在汽車中的工作要求，對電磁閥在各種工作狀態(tài)下的質量要求進行模擬測試。同時解決測試出口電磁閥產品性能指標的難題，為我國電磁閥的出口產品提供必要的技術性能測試設備。
系統(tǒng)結構與工作原理
如圖1所示，整個系統(tǒng)包括單片機、I／O擴展電路、D／A轉換電路、PWM產生電路、頻率選擇電路、光電隔離和驅動電路及鍵盤和顯示電路。系統(tǒng)以單片機為控制中心，采用DDS芯片AD9851(＄16.8480)和PWM控制芯片SG3525(＄0.3864)為波形發(fā)生設備，采用8255A擴展單片機外圍接口作為三路D／A轉換電路數(shù)據(jù)輸入口，三路模擬電壓分別用于控制頻率、占空比和幅度。通過單片機處理數(shù)據(jù)控制波形發(fā)生設備輸出信號的頻率和占空比，再通過后級的頻率選擇電路和光耦隔離與驅動電路，實現(xiàn)輸出頻率、占空比和幅度可調的PWM信號。此外，人機接口采用鍵盤和LCD顯示，通過RS 232串口進行通信后，由PC機實現(xiàn)。
信號產生與控制電路
系統(tǒng)要求產生頻率在O～25 000 Hz之間占空比可調的PWM信號，采用PWM控制芯片SG3525可以很方便地產生頻率和占空比獨立可調的PWM信號，但由于SG3525在150 Hz以下頻率極不穩(wěn)定，因此需要將信號分為兩個頻率段進行設計，其中低頻段為O～200 Hz，采用AD9851作為信號發(fā)生器，高頻段為200～25 000 Hz，采用SG3525作為信號發(fā)生器。
低頻段PWM信號產生電路
AD9851 是高集成度的直接數(shù)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(shù)字相乘器和D／A 轉換器?；竟ぷ鳛椋涸诓蓸訒r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(shù)據(jù)值按一定的規(guī)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(＄1.4490)的引腳P1．0～P1．7作為AD9851的并行數(shù)據(jù)輸入端口，P2．O，P2．1，P2．2作為I／O口輸出數(shù)據(jù)對AD9851的RESET，F(xiàn)Q_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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，指針指向下一個輸入寄存器。連續(xù)5個W_CLK上升沿完成全部40位控制數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的寫入。
AD9851 首先通過IOUT引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(wěn)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(fā)，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(shù)如下：單片機晶振為12 MHz時，此函數(shù)延時8c μs，假設AD9851輸出頻率為f的方波送給INT0。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。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
