用AT89C2051单片机制作相位差检测器.

单片机应用 电子报 /2005年 /04月 /03日 /第 011版 / 用 A T89C2051单片机制作相位差检测器 成都 解蒙 一 、 检测原理 在工业控制领域中 , 如铁路轨道电压信号 、 电机相序输出信号等 , 常常需要检测两 个相同频率信号 Uc 、 Us 的相位差 φ。 通常的做法是将输入信号整形成方波后 , 送到异 或门的两个输入端进行鉴相 , 该异或门输出周期为 Tc 、 宽度为 B 的脉冲信号 U 0, 如图 1所示 。 异或门鉴相器把相位差转换成与之对应的脉冲宽度 B 。对 B 的测量通常采用两 种方法 :一是将异或门输出信号 U 0进行低通滤波 , 获得与相位差 φ成正比的平均电压 U 0; 二是用 U 0作门控信号 , 在时间宽度 B 内对高频时钟脉冲进行计数 , 从而得到与相 位差 φ成正比的计数值 N 。 采用低通滤波求平均电压的方法不仅线路设计复杂 , 而且受器件质量和环境因素 影响较大 , 检测的误差偏大 , 而且稳定性也较差 。普通单片机都内含定时 /计数器 , 很 容易实现对脉冲宽度的计数 , 精度高 、 稳定性好 , 因此采用对脉冲宽度进行计数的方法 来检测相同频率信号的相位差 , 是一个很好的解决 。 二 、 硬件电路设计 图 2是采用 A T89C2051单片机构成的相位检测电路原理图 。 图中的四位数码管 为共阳型 , 用于显示相位差 φ的检测值 。异或门鉴相输出信号 U 0与单片机的外部中 断输入 IN T1相连 , 一方面可以利用 IN T1作门控信号 , 通过定时 /计数器 T1来检测出 信号 U 0的脉宽值 B ; 另一方面利用 IN T1中断测出其信号 U 0的脉冲周期值 Tc , 并将脉 宽值 B 与周期值 Tc 经单片机运算处理后 , 再送数码管 , 显示检测运算结果 。 三 、 Tc 与脉宽值 B 的检测 , 利用 IN T1的中断服务 程序来启动或停止 T1计数器 , 并存放检测出的计数值 。其主程序与中断服务程序框 图如图 3、 图 4所示 。 货讯 :相位差检测器 150元 /台 (含邮费 , 汇款地址 :(610015 成都市金河路 75号 电子报单片机公共实验室 , 电话 :028-********。