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頻率源，顧名思義，就是產(chǎn)生基準頻率點(diǎn)的源，是很多工業(yè)甚至軍事領(lǐng)域中非常重要的組成部分。為了能夠方便地對頻率源的輸出進(jìn)行監控和測試。本文給出了利用C8051F320設計頻率源測試設備及其工裝的具體方法，利用該設計不但可以節約勞動(dòng)力，而且可使工作更加高效便捷。 1 直接模擬頻率源分析 由于本設計主要針對直接模擬合成式頻率源，所以，在此先對直接模擬式頻率源做一簡(jiǎn)介。直接模擬式頻率源的基本原理較為簡(jiǎn)單，它使用一只高穩定晶振，通過(guò)對晶振頻率進(jìn)行分頻、倍頻、混頻、濾波放大來(lái)獲得需要的頻率。其原理框圖如圖1所示。 由圖1可以看出，想要控制頻率源的輸出，只要控制選頻單元的輸出即可。下面簡(jiǎn)單介紹直接模擬合成式頻率源的選頻單元。在這種結構頻率源中，選頻單元一般可由開(kāi)關(guān)濾波組件構成。圖2所示是選頻單元的組成框圖。結合圖2可知，此類(lèi)頻率源是按照一定的時(shí)序來(lái)控制TTL電平，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)濾波組件，最終輸出N個(gè)頻率點(diǎn)。平時(shí)很多頻率源調試中使用的控制工裝大部分都是利用撥碼電路實(shí)現的。撥碼電路雖然簡(jiǎn)單方便，但是測試監控較為復雜，必須得人工操作。這樣，當頻率點(diǎn)過(guò)多時(shí)，稍有不慎就容易出現錯、漏現象，往往還得重新測試。 2 方案設計 2．1 測試電路設計 針對上述問(wèn)題，作者利用C8051F320設計出集頻率自動(dòng)控制、手動(dòng)控制以及顯示為一體的測試工裝，并用LED做顯示電路設計。對于C8051F320來(lái)說(shuō)，實(shí)現自動(dòng)控制是一件比較容易的事。其具體的測試電路如圖3所示。 圖3中，S2開(kāi)關(guān)的通斷可以將系統設定為自動(dòng)測試模式或手動(dòng)測試模式。當S2開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，為自動(dòng)測試模式；S2開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，為手動(dòng)測試模式。在自動(dòng)模式下，C8051F320采用系統定時(shí)器，可根據需要按照程序設定的時(shí)間間隔控制I／O口，以使其按時(shí)序輸出特定的高低電平來(lái)控制38譯碼器的輸出，進(jìn)而實(shí)現按順序自動(dòng)輸出所有頻點(diǎn)。 同時(shí)顯示電路將同步顯示所在的第幾點(diǎn)。本設計用了兩個(gè)38譯碼器，分別控制四擲開(kāi)關(guān)與五擲開(kāi)關(guān)的輸出。在本雷達系統中，結合實(shí)際工作經(jīng)驗，設定的時(shí)間間隔為8秒。這樣，當選擇自動(dòng)控制時(shí)，測試工裝會(huì )按8秒的時(shí)間間隔逐一輸出頻點(diǎn)，而不會(huì )出現錯漏，而且測試人員也有充分的時(shí)間對數據進(jìn)行監測記錄；在手動(dòng)模式下，則采取AD采樣的方法，在V_ADIN輸入端接一旋鈕電位器，由C8051F320通過(guò)采集電位器的輸出端電壓的變化來(lái)控制I／O口，進(jìn)而控制38譯碼器以選擇當前輸出頻點(diǎn)。 2．2 顯示電路設計 圖4所示是本設計的顯示電路圖，通過(guò)它可以很快選出所需頻點(diǎn)。下面對顯示電路做一簡(jiǎn)介。這里以輸出頻點(diǎn)個(gè)數為兩位來(lái)舉例說(shuō)明，在實(shí)際應用中也可以根據實(shí)際需要對圖4所示電路稍加改動(dòng)。 該顯示電路采用LED動(dòng)態(tài)顯示，系統可通過(guò)對C8051F320進(jìn)行編程來(lái)控制I／O口的輸出電平，并將控制信號接入總線(xiàn)驅動(dòng)器D4。這里，總線(xiàn)驅動(dòng)器可選用74LS244，以使LED實(shí)現動(dòng)態(tài)顯示，在動(dòng)態(tài)顯示中，可通過(guò)系統設定每5 ms刷新一次。引入顯示電路不但可以在自動(dòng)測試模式時(shí)確保監測到所有的頻點(diǎn)，而且能在手動(dòng)測試模式時(shí)快速選擇特定的頻點(diǎn)。 2．3 測試軟件設計 測試軟件可采用模塊化結構設計，這樣，各功能模塊子程序相互獨立，調試方便，易于維護。整個(gè)軟件分為主程序、手動(dòng)功能模塊和自動(dòng)功能模塊子程序。程序設計可采用多線(xiàn)程思想來(lái)將實(shí)現的功能分解為A／D采樣、自動(dòng)輸出和外設顯示3個(gè)主要任務(wù)，其中A/D采樣采用數值判斷進(jìn)行控制，當采集電壓達到某一特定值時(shí)，輸出相應頻點(diǎn)；自動(dòng)輸出主要靠定時(shí)器來(lái)完成，當時(shí)間間隔到達系統設定的8 s時(shí)，自動(dòng)輸出下一待測頻點(diǎn)。主程序主要完成系統的初始化，然后循環(huán)執行子程序。圖5所示是本系統的程序流程圖。 3 結束語(yǔ) 本文講述了C8051F320在頻率源測試中的應用，結合本文的測試原理，或根據需要稍加改動(dòng)，即可用于多種頻率源甚至其他領(lǐng)域。由于C8051F320單片機的引入，可有效避免人為錯誤，大大提高工作效率，實(shí)用性極強。 |
