基于單片機C8051F410的精確信號模擬電路設計

　　本電路中運用c語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現PWM控制，利用C8051F410芯片的可編程計數器陣列組成PWM發(fā)生器。C805IF410芯片的可編程計數器陣列由一個(gè)專(zhuān)用的16位計數器/定時(shí)器和3個(gè)16位捕捉/比較模塊組成．捕捉/比較模塊有六種工作方式：邊沿觸發(fā)捕捉、軟件定時(shí)器、高速輸出、頻率輸出、8位PWM和16位PWM。每個(gè)捕捉，比較模塊的丁作方式都可以被獨立配置。對PCA的配置和控制是通過(guò)系統控制器的特殊功能寄存器來(lái)實(shí)現的．主要有以下幾個(gè)：

　　1） PCAOCN可編程計數器陣列控制寄存器。該寄存器包括溢出標志、運行控制標志以及捕捉/比較標志。

　　2） PCAOMD可編程計數器陣列方式寄存器。該寄存器用于設置可編程計數器陣列的工作模式及時(shí)鐘源。

　　3） PCAOCPMn可編程計數器陣列捕捉/比較寄存器。該寄存器可進(jìn)行捕捉/比較模塊n的工作方式。

　　4） PCAOCPn可編程計數器陣列捕捉，比較寄存器（高低字節）。該寄存器用于設置捕捉/比較模塊n的高低字節。

　　本電路主要利用PCA模塊2來(lái)產(chǎn)生PWM波形。初始設置PCAOCN為0x40．置位PCA模塊2捕捉/比較標志．在發(fā)生一次捕捉時(shí)該位由硬件置位，該位置‘1’將導致CPU轉向PCA中斷服務(wù)程序。初始設置PCAOMD為0x08．PCA計數器，定時(shí)器時(shí)鐘選擇系統時(shí)鐘。初始設置 PCAOCPM2為0xc2，使能16位脈沖寬度調制、比較器功能和PCA模塊2的脈寬調制方式。PCAOCP2的值將在程序流程中實(shí)時(shí)設定。軟件流程如圖3所示。

　　圖3軟件流程圖

　　具體實(shí)現方法與步驟如下：

　　1）初始設置：根據設定電壓值生成初始PWM波形和頻率參數。

　　2）電壓測最：測量此時(shí)輸出電壓和設定值之間的偏差，用于調整PWM參數。

　　3）調整PWM參數：把設定的輸出電壓與實(shí)際讀取到的輸出電壓進(jìn)行比較．若實(shí)際電壓值偏小，則向增加輸出電壓的方向調整PWM的占空比；若實(shí)際電壓偏大，則向減小輸出電壓的方向調整PWM的占空比。

　　4）使能PWM輸出。

　　另外．在軟件PWM的調整過(guò)程中還要注意ADC的讀數偏差和電源工作電壓等引入的紋波干擾。合理采用算術(shù)平均法等數字濾波技術(shù)。

　　4 結論

　　本電路針對裝備維護存在的實(shí)際問(wèn)題。基于C8051F410單片機，利用PWM調制技術(shù)和負反饋測量技術(shù)克服了原電路因工作點(diǎn)不穩定的問(wèn)題。經(jīng)實(shí)驗驗證，將本電路替換掉原來(lái)的模擬電路模塊后，榆測設備重測合格的現象不再出現。本電路從處理器到被控系統信號都是數字形式的，無(wú)需進(jìn)行數模轉換，抗噪性能強，工作穩定，具有較高的輸出精度，對于同類(lèi)電路的設計具有一定的借鑒意義。

　　本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：本文基于C8051F410單片機，采用PWM調制技術(shù)和負反饋測量技術(shù)設計了一種新的精確信號模擬電路，能程控輸出高精度模擬電壓信號，無(wú)需進(jìn)行數模轉換，抗噪性能強，有效抑制了信號產(chǎn)生電路普遍存在的工作點(diǎn)漂移問(wèn)題，具有一定的借鑒意義。