多波形变频电源波形发生器的设计
兵工自动化 测控技术 O. I. Automation
2005 年第 24 卷第 3 期 Measurement and Control Technique 2005, Vol. 24, No. 3
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文章编号：1006-1576（2005）03-0094-02
多波形变频电源波形发生器的设计
陈建国
（绵阳职业技术学院 计算机科学系，四川 绵阳 621000）
摘要：多波形变频电源波形发生器采用单片机设计，用程序产生变频电源波形。程序实现步骤：先计算构成波
形的点数及数值，存到指定存储区，再读取数据, 经 D/A 转换后输出波形。进行 D/A 转换时，输出一个点的时间间
隔须小于 D/A 转换所需时间。若波形频率有误差，在程序中设置延时程序或加空指令 NOP 修正。
关键词：波形发生器；D/A 转换；变频电源
中图分类号：TN773 文献标识码：A
Design of Waveform Generator of Frequency Conversion
Power Supply with Many Waveforms
CHEN Jian-guo
(Dept. Computer Science, Mianyang College of Professional Technology, Mianyang 621000, China)
Abstract: The waveform generator of variable frequency power supply is designed thin SCM, the waveform of
frequency power supply is created by using the program. The program procedure: first, the point numbers formed the
waveform and their values are calculated, and save them to the appointed memory area. And then read data, perform D/A
conversions and output waveform. When then generator outputs data and performs D/A conversions, the time interval of
outputting one point must be less than the time of performing D/A conversions each time. If frequency of waveform has
error, either setup a delay procedure or add an instruction NOP in then procedure to revise.
Keywords: Waveform generator; D/A Conversions; Variable frequency power supply
1 引言
变频电源波形一般用程序产生，通过 D/A 转换
输出实现。其程序为：
;采用 8098 单片机
START: ld es, #0c000h ;D/A 端口地址
START1: ld ah, #0FFH
START2: Call COMPUTER ;计算波形数据
stb al, [es] ;时钟周期为 12
djnz ah, START2 ;时钟周期为 9/5
sjmp START1 ;时钟周期为 8
ret
若采用以上边计算边输出波形的方法，在产生
复杂的波形时，由于子程序计算时间过长不能满足
波形频率的要求。改变频率只有通过插入延时程序
的办法来解决，输出频率若较低，其波形的平滑度
较差。故提出先计算构成波形的点数及数值，存入
到指定存储区，再取出数据并通过 D/A 转换输出波
形的方法。
2 波形发生软件设计
如上述，将构成波形的半个周期的数据（正半
波）存放在#runtab 开始的地址单元，循环读取并输
出进行 D/A 转换，得到波形的半波输出，再由硬件
实现全波形，即可输出完整的波形。其程序如下：
;采用 8098 单片机
start: ld es, #0c000h ;D/A 端口地址
al al, #01h ;波形反转信号
start1: ld dx, #runtab ;数据表首址
ld cx,#num ;构成一定频率波形的数据数量
loop: ldb ah, [dx] + ;时钟周期为 12
stb ah, [es] ;时钟周期为 11
dnjz cx, loop ;时钟周期为 9/5
stb al, PA8155[R0] ;输出波形反转信号
sjmp satrt1 ;8
ret
采用此方法在确定波形各种参数后，输出波形
的频率与 CPU 的时钟频率及输出数据的数量（点
数）有关。这样，问题的关键就是：
① 如何根据波形的频率求输出数据的数量
（即构成波形所需要的数据点数）
② 如何根据电流值求波形各点进行 D/A 转换
的数值。
2.1 波形点数 num 的计算
num＝1/(f·TT·t)
式中：TT：从存储器中读取并输出一个数据进
行 D/A 转换的时间周期数，t：CPU 状态周期的时
间，f：波形的频率。
设 CPU 的频率为 12MHz，对于 8098 是采用三
分频，所以每个状态周期的时间为 0.125us，则输出
频率为 100Hz，则在 #runtab 中必须存放波形点数
num：num＝int(4·106/((12+11+9)·100))＝1250。若
600Hz 则 num＝int(4·106/(32·600))＝208。
输出半波数据，其数量为 num 的一半。根据输
收稿日期：2004-10-12；修回日期：2004-12-06
作者简介：陈建国（1965-），男，重庆人，1985 年毕业于电子科技大学，从事数据库应用技术、计算机控制研究。
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出的数据点数，可构成比较平滑的波形，若采用的
单片机的 CPU 频率越高，则频率的可调范围越宽。
2.2 波形数据值的计算
若 D/A 转换电路的满量程（对应数为 255）为
5V，对应控制量为 3000A，波形输出信号为 0 增长
到最大值，则每一步的电流变化量为：3000/255 步
＝11.7A/步，即分辨率为 11.7。满足系统设计要求。
当在 ti 时刻电流为 I(ti)时，输出的对应数值为：al
＝I(ti)·255/3000。
三角波、锯齿波、梯形波可以认为是由不同的
线段组成，如图 1。
t1 ti t2
I2
Ii
I1
B
A
I1
Ii
I2
t1 ti t2
B
A
图 1 不同的线段组成
若在 t1 时刻对应电流为 I1，t2 时刻对应电压为
I2 ，则 ti 时刻的电 流为：I(ti) ＝ (I2-I1)[(ti-t1)
/(t2-t1)]+I1。其中：0≤t1
若波形的频率为 f，需要输出半波需要 num 个
点，数据点间的时间间隔为：Step＝3.1415/num。
则：线 段 AB 输出的数 据 点数为 ：n ＝
[num(t2-t1)]/3.1415。
产生一条线段的程序流程如图 2，其波形数据
输出到 DS 所指向的存储单元中。根据以上的子程
序，就可输出各种不同波形的各点 D/A 转换值。图
中：#RUNTAB：波形数据的起始地址；num：波
形频率为 f 数据值个数；t1：线段的起始点的时间
（用弧度表示）；t2：线段的结束点时间（用弧度
表示）；0≤t1
电流；I2：t2 时刻的电流。锯齿波程序：
START: CALL counter ;计算波形数据点数 NUM;
LD T1, #0; LD, T2, #3.14; LD I1, #0; LD, I2, #3000
CALL OUTLINE
PI=3.1415
DS=#RUNTAB
DXR=t1
num
PIBXR =
num*14.3
)1t2t(CX ?=
CX<>0
AL=(I2-I1)* 1I1t2t
1tDXR +?
?
AL?[DS]+
CX=CX-1
DXR=DXR+BXR
返回
图 2 线段的程序流程图
若输出正弦波及切口正弦波，如图 3，设 First
为波形起点，Last 为波形终点。0≤fist≤last≤
3.1415，只要求出起点为 First，终点为 Last 构成正
弦波一段弧的波形数值，并将波形数据输出到 DS
所指向的开始存储单元中便可。当输出正弦波时，
first＝0，last＝3.1415；输出切口正弦波，可根据切
口位置，确定 first 及 last 的值，输出两条弧即可。
first last
切口正弦波
图 3 输出正弦及切口正弦波
正弦波
3 结束语
采用此方法可输出不同形状和频率的波形。该
程序已成功用于焊缝机多波形变频电源中。输出数
据 D/A 转换时，每输出一个点的时间间隔要小于
D/A 转换所需要的时间。若波形频率有误差，可在
程序中设置延时程序或加空指令 NOP 进行修正。
参考文献：
[1] 王长胤, 文军. 单片及原理及应用[M]. 武汉: 武汉大学
出版社, 2000.
[2] 李勋, 李新民. MCS-96 系列 8098 单片微型计算机[M].
北京: 北京航空航天大学出版社, 1992.
摘登编号：1006-1576（2005）03-12；收稿日期：2004-08-24 来稿摘登
基于小波包多尺度变换的旋转伸缩不变特征提取
王春光，高广珠，余理富 （国防科技大学 电子科学与工程学院，湖南 长沙 410073）
摘要：离散小波变换定位频域和空间时，由于基本小波变换对旋转和伸缩敏感，故变换前应预处理图像，步骤为：直
角坐标系到对数极坐标的转换，自适应行移不变性小波包转换，最佳树中各子带小波包系数能量特征向量的不变特征提取。
Feature Extraction of Rotation and Scale Invariant Based on Wavelet Packet Multi-Scale Transform
WANG Chun-guang, GAO Guang-zhu, YU Li-fu
(College of Electronic Science and Engineering, National University of Defence Technology, Changsha 410073, China)
Abstract: When the frequency domain and space was defined with discrete wavelet transform, basic wavelet transform is
sensitive to rotation and scale invariant. Before wavelet transform, the image was preprocessed. Rectangular coordinate system
was transformed into logarithm-polar coordinate to get partly rotation and scale invariant at row shift. The rotation and scale
invariant feature of image was extracted with row shift invariant wavelet packet transform.
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