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汽轮机蒸汽湿度测量系统的频率跟踪设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-01-19 14:22:14



4.2 频率跟踪的软件设计
   
采用MSP430系列16位超低功耗MSP430F157系列单片机。该系列器件是德州仪器公司的超低功耗Flash型16精简指令位高集成度单片机。其主要特点:①超低功耗。其处理器的功耗为1.8~3.6 V,0.1~400μA,250μA/MI/s;最大线输出漏电流为50 nA,是业界最低。②矢量中断。支持10多个中断源,并可任意嵌套。③执行速度快。一个时钟周期可执行一条指令,传统的MCS51单片机要12个时钟周期才可执行一条指令。④高性能模拟技术及丰富的片上外围模块。这里频率跟踪系统主要采用MSP430F157单片机的DACl2模块。MSP430F157单片机的DACl2_0通道有内部参考源发生器、DACl2核、数据及锁存控制逻辑和输出电压缓冲器。其主要特征是具有8位和12位分辨率、内部和外部参考电压、自校验,以及可直接用存储器存取等功能。DACl2寄存器包括DACl2_0CTL控制寄存器和DACl2_0DAT数据寄存器。前者用于设置DACl2_0输出。设计中,DACl2选择为12位分辨率,且满量程输出等于参考电压,DACl2_0数模转换的关系式为:

   
    硬件实现鉴幅和鉴相;软件控制实现单片机的输出电压。通过比较器1将鉴幅结果转换为O和1信号.并由P1.3读入单片机;通过比较器2将鉴相结果转换为0和1信号,并由P1.4读入单片机。这两个信号共同控制DACl2_0以改变VCO的控制电压,实现频率跟踪。DACl2_0的工作过程是:当P1.3读入值为0时,谐振腔谐振,此时锁定单片机的输出电压;当P1.3读入值为1时,谐振腔失谐,此时需判断P1.4的值。当P1.4=0时,增大单片机的输出电压,反之。减小单片机的输出电压。
    该过程软件设计代码为:


    该软件设计方法可提高频率调整速度,减少扫频时间,从而提高整个系统的实时性,实现跟踪系统的智能化。


5 结语
    根据单腔微扰测湿原理,设计了自动频率跟踪系统。该系统可使VCO的输出频率与谐振腔的谐振频率实时保持一致,这对提高整个测湿系统测量精度,保证整个系统的实时性和智能化有着重要价值和意义。

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