软件设计 - 基于AD650单片式V/F变换器的接口设计

3．软件设计

软件主要包括两部分：一部分是初始化程序；另一部分是取数程序。8031的初始化包括中断系统的初始化、堆栈指针的设置等，本文从略。8253在使用前须向其方式控制器写入方式控制字，控制字的格式如下表所列。

控制字的格式表

SC1、SCo组合选择计数器，同时为高电平时非法；RLi、RLo控制读出／装入方式．4种方式依次为：①计数器中的数据锁存到缓冲器，在此方式下可以进行“飞读”而不影响计数操作；

②选计数器的低8位字节；③选计数器的高8位字节；④对计数器分两次操作，先低8位字节，后高8位字节。M2、Mi、Mo选择计数器的工作方式，8253的每个计数器均有6种工作方式，包括定时计数方式、可编程单次脉冲方式、频率产生器方式、方波发生器方式、软件触发选通方式和硬件触发选通方式。BCD控制二进制计数或是二一十进制计数。

假设要求A/D精度为14位二进制，AD650选满刻度频率为500 kHz，则定时器定时值应为：214 /0.5×106= 32. 77 ms。

8031选用6 MHz晶振，经ALE、WR、RD逻辑组合产生的1 MHz的脉冲信号作为计数器1的时钟输入到CLK1端。因须定时32. 77 ms，所以计数器1的初值应预置为（16 384×2）10=8000H，工作于方式0，计数结束。OUTi翻转使计数器O停止工作，并申请中断或接受查询，将计数器O的计数结果取反后送入存储器待处理。取反的原因是8253采用减法计数方式。

下面是8253初始化及取数子程序：

4．几点说明

①V/F芯片AD650具有精度高，温度特性好，线性度高等优点，它与单片机的接口也较简单，编程方便。外接定时电容Cos，可控制输出满度频率为10 kHz、100 kHz、500 kHz、1 MHz四档，为电路设计提供很大方便。由本模／数转换器的工作原理可知：一定的模入电压，其转换结果的位数随计数时间而增加，因此用户可按要求在16位内自己编程选择模／数结果的位数。当满度频率为500 kHz时，分辨率为12～16位的定时时间分别为：8. 19 ms、16. 38 ms、32. 76 ms、65. 52 ms、131. 04 ms。此时，本A/D转换速度比一般双积分A/D转换要高5倍以上。

②本A/D转换器具有较强的噪声抑制能力。因为计数值等于待转换电压对计数时间的积分，所以转换结果（即计数值）是计数时间内待转换电压的平均值。这样，大的尖峰脉冲干扰就被平均掉，不会出现很大误差。

另外，若选计数时间为工频周期的整数倍．则可有效地抑制串模工频干扰。从理论上讲，若计数时间是待转换电压中噪声信号周期的整数倍，则其抑制能力是无限的。计数时间是由软件控制的，可十分方便地按抑制最严重的周期性噪声确定。

③当AD650满度输出频率为1 MHz时，须采取一些特殊措施，如将模拟地与数字地隔离，增加去耦电路，对偏置电压进行自动调整等。