数控电位器在频率可调信号源中的应用

压控振荡器（VCO）的应用十分广泛，若用直流电压作为控制电压，压控振荡器就成了频率调节十分方便的信号源。本言语采用数控电位器，程序控制其产生不同的直流电压，以达到信号源频率可调的要求。实验证明，该智能信号源系统线性度好，频率漂移小，动态范围宽，工作频率高，以及当控制电压为零时中心频率易于设置。

1 系统硬件结构

本系统包括四个模块：单片机、数控电位器、液晶显示模块和多输出压控振荡器。控制器采用ATMEL公司的AT89C2051，它是一种低功耗，高性能，片内含2kB EEPROM和128 RAM的8位CMOS微控制器，与MCS-51单片机兼容。

1.1 9312模块功能及特点

Xicor X9312为8 脚双列直插式封装形式（见图2），是固态非易失性电位器，是理想的数字控制的微调电阻器。X9312是一个包含有99个电阻单元的电阻阵列。在每个单元之间和二个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。滑动单元的位置由 、 和 三个输入端控制。滑动端的位置可以被储存在一个非易失性存储器中，因而在下一次上电工作时可能被重新调用。









X9312芯片具有以下特点：

●片内含一个七位计数器和一个七位非易失性存储器：
●具有存储和唤醒控制电路；
●一个一百选一解码器，它有100个滑动抽头点，滑动端的位置取决于三线接口，类似于TTL升/降计数器；
●99个电阻单元，有温度补偿，±20%端点到端点阻值范围，0V至+15V电压范围；
●低功耗CMOS，VCC为3V至5V，工作电流最大3mA，等待电流最大1mA。 [p]

X9312引脚说明如下表所示：




X9312方式选择：



1.2 液晶显示模块简介

SMS0408液晶显示模块包括电源正极、电源地、串行移位脉冲和串行数据输入四个接口。数据位为0时显示开，为1时显示关。含有DISI-DIS5共5个RAM，串行送数时，先送DISI的最低位，最后送DIS5的最高位。每显示一屏共发40个脉冲。

SMS0408地址对照表：


2 系统软件设计

本系统软件采用MCS-51汇编语言直接编制，因而具有程序简洁，占用存贮空间小，控制及时等优点。系统程序都固化在AT89C2051片内的EEPROM中。系统软件主要由主程序、中断服务子程序、延时子程序和BCD转换子程序组成，还有几个主要的功能模块，显示模块。系统开机后，首先执行初始化，使所有的X9312输出为零；开外部中断；计算频率数，即1秒内的脉冲数；执行显示模块功能；延时2秒后对显示器刷新。系统软件框图如图3所示。软件的重要部分就是计算频率数，BCD码变换，对SMS0408的串行送数及刷新，以及中断服务子程序中的键号判断和相应功能模块的执行。部分程序如下：

INI1：CLR P3.0 ；XP9312-1初始化
NOP
CLR P1.6
….
SETB P1.4 ；存X9312-1初值
NOP
SETB P3.0
….

3 实验体会

XP9312在具体应用中要求注意输入的工作电压，强度超出其极限参数可能导致器件的永久性损坏。VH和VL的上下门限值也应
注意。在编制软件时还要充分考虑X9312的各输入信号和输出信号的工作时序，使它正确存储数据，获得理想的实验结果。

4 结束语

两片X9312可以达到10000（100×100）级调节，完全能够解决实验中的细微调节问题。实验中得到的信号线性度好，频率范围宽，漂移小，可以广泛应用到生产和实验中。比如在变频器的应用中，直流电源逆变为交流电源，当这个交流电源正好为50Hz时会受到现场工频信号的干扰。这时使用数控电位器和单片机进行智能化微调。使逆变出的交流信号频率在47.5Hz-52.5Hz之间而不是正好为50Hz，就可以克服现场工频电源信号的干扰。

参考文献：

李清泉，黄吕宁，集成运算放大器原理与应用，北京：科学出版社，1999

房小翠，王金凤，单片机实用系统设计技术，北京：国防工业出版社，1999

X9312 EEPOT非易失性数控电位器，武汉：P&S武汉力源电子股份有限公司，2000