汽轮机蒸汽湿度测量系统的频率跟踪设计

4．2 频率跟踪的软件设计
采用MSP430系列16位超低功耗MSP430F157系列单片机。该系列器件是德州仪器公司的超低功耗Flash型16精简指令位高集成度单片机。其主要特点：①超低功耗。其处理器的功耗为1．8～3．6 V，0．1～400μA，250μA／MI／s；最大线输出漏电流为50 nA，是业界最低。②矢量中断。支持10多个中断源，并可任意嵌套。③执行速度快。一个时钟周期可执行一条指令，传统的MCS51单片机要12个时钟周期才可执行一条指令。④高性能模拟技术及丰富的片上外围模块。这里频率跟踪系统主要采用MSP430F157单片机的DACl2模块。MSP430F157单片机的DACl2_0通道有内部参考源发生器、DACl2核、数据及锁存控制逻辑和输出电压缓冲器。其主要特征是具有8位和12位分辨率、内部和外部参考电压、自校验，以及可直接用存储器存取等功能。DACl2寄存器包括DACl2_0CTL控制寄存器和DACl2_0DAT数据寄存器。前者用于设置DACl2_0输出。设计中，DACl2选择为12位分辨率，且满量程输出等于参考电压，DACl2_0数模转换的关系式为：

硬件实现鉴幅和鉴相；软件控制实现单片机的输出电压。通过比较器1将鉴幅结果转换为O和1信号．并由P1．3读入单片机；通过比较器2将鉴相结果转换为0和1信号，并由P1．4读入单片机。这两个信号共同控制DACl2_0以改变VCO的控制电压，实现频率跟踪。DACl2_0的工作过程是：当P1.3读入值为0时，谐振腔谐振，此时锁定单片机的输出电压；当P1．3读入值为1时，谐振腔失谐，此时需判断P1．4的值。当P1．4=0时，增大单片机的输出电压，反之。减小单片机的输出电压。
该过程软件设计代码为：

该软件设计方法可提高频率调整速度，减少扫频时间，从而提高整个系统的实时性，实现跟踪系统的智能化。

5 结语
根据单腔微扰测湿原理，设计了自动频率跟踪系统。该系统可使VCO的输出频率与谐振腔的谐振频率实时保持一致，这对提高整个测湿系统测量精度，保证整个系统的实时性和智能化有着重要价值和意义。