2 方向图自动测试系统设计
本系统的设计要求主要如下:1)利用MSP430控制天线转台按测试要求转动;2)对天线信号进行采集和存储;3)根据采集到的数据绘制方向图。基于以上要求,整个电路以系统稳定、功能全面、控制方便、成本节约为原则进行设计。系统硬件结构如图2所示。
2.1 测试系统的自动控制模块实现
天线方向图自动测试系统中的自动控制主要指MSP430对天线转台的控制。在测量过程中,将行列式非编码键盘,挂接至MSP430具有中断功能的P1口上,以中断查询的工作方式,将相关控制指令参数(包括启动、停止、自动及单步运行)发送给MSP430,MSP430将其转换成电脉冲经驱动电路带动转台平稳转动。天线转台工作电压是交流24 V,额定负载为18 kG,水平转速为每秒6°。经实验,在额定负载内,转速精确。由于绘制方向图只需要角度的变化量,可通过MSP430中定时器TA模块,采用中断定时的方法产生固定的角度,使天线按测试要求转动。[page]
1)为了充分利用整个屏幕的资源,将第一点列作为纵坐标。考虑到在波形下方需要显示实时电压值,且ROM内含16x16点中文字型,将第47行设为横坐标。
2)确定在屏幕上显示图形的宽度和高度。
纵坐标Y根据AD转换精度和坐标系Y轴分辨率转换而成,代表信号电压。系统AD转换精度为12位,ADC12MEM1为转换寄存器,则不难推导出坐标转换公式为:
Y=(ADC12MEM1x48)/212 (1)
横坐标X代表固定角度数,转台转过几个角度,X就等于多少。当计数值为128时,说明一屏已满,要进行换屏操作,如此循环直至出现结束标志。
3)波形数据的横坐标和纵坐标虽然已经确定,但不直接对应液晶屏幕上的绘点地址。由图3可知,在液晶屏幕上只能显示128x64个点,对应于GDRAM中的64行×16WORLD/行。当GDRAM的横坐标小于8并且纵坐标小于32时,其内容将显示在屏幕的上半部分;当GDRAM的横坐标为8—15并且纵坐标小于32时,其内容将显示在屏幕的下半部分。结合图形显示区的显示特性推导出屏幕坐标系下点(X,Y)在GDRAM中对应的横纵坐标(H,V)公式分别为:
4)计算此点对应以(H,V)为GDRAM坐标的的WORD的第几位,设a=X%16,如果a=16,则WORD的最高位为1,否则从WORD最高位起第a位为1,将此位置1,则可点亮屏幕上对应的点(X,Y)。
在实际绘图的过程中,由于每一个GDRAM地址对应16个位址,如果将此绘点单元数据直接写入地址中,会影响该字节在液晶屏幕上的原有波形数据,造成波形的断续显示。为了避免这种情况,事先将该单元的值读出,与此次要写入的值相或后作为最终值写入,就不会破坏原波形显示数据,保持了波形的完整性、连续性。
XY12864G在已知GDRAM位址情况下,写绘图RAM步骤如下:
1)先写入垂直V坐标命令(0~47)
2)再写入水平H坐标命令(0~15)
3)将数据写入
4)将数据写入
[page]
3 测试流程及实验结果
天线转台转速为每秒6°,可设置定时器TA如下,以固定转台步距角,
TACTL=TASSEL0+TACLR;
CCTL0=CCIE;
CCR0=32768/12;
TACTL|=MC0;
选择ACLK为TA的计数脉冲,增计数模式,开启TA中断,设置比较器初始值为32768/12(天线转台每一步为0.5°,转一圈运行720步,采集信号强度720次),开启TA,在中断服务程序中判断结束标志,关闭TA及停止转台转动,开启A/D进行数据的采集、存储以及如图5(b)实时显示信号以判断系统运行状态。最后当天线测试结束后,显示测试结果显示界面图5(c),MSP430则根据接收到的键值调用相关程序进行相应的操作,实验结果如图5(d)所示。整个测试过程流畅,软件性能稳定,时间短,采集数据准确,方向图绘制形象直观。
4 结论
文中详细论述了一种基于MSP430单片机的天线方向图自动测试系统的构建。系统具有手动控制测试功能,通过外部输入信号控制转台的运动和天线信号的采集、显示、存储以及方向图的绘制;配置定时器产生更小的步距角,增加测试采样点,使采集的数据更加精确的优点。从实验效果来看,该设计原理是可行的,较好的实现了天线方向图的自动测试控制,测量精度和可靠性比较高,能够满足实验室研究和小型天线的测试需要。
『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』