北京邮电大学课设 基于MSP430的简单信号发生器的设计

合集下载

基于MSP430单片机的信号发生器毕业设计

基于MSP430单片机的信号发生器毕业设计

2013届毕业生毕业设计说明书题目: 基于MSP430单片机的任意信号发生器设计学院名称:电气工程学院班级:电气F0902 学生姓名:李福乐学号: 200948720425 指导教师:杨勇教师职称:高级工程师2013年5月17日目次1 概述 (I)1.1 信号发生器背景及其发展状况 (1)1.2 本设计主要研究内容 (1)2 方案论证 (2)2.1 设计方案的提出 (2)2.2 设计方案的比较 (2)2.3 设计方案的选择 (3)3 选用模块介绍 (3)3.1 MSP430F149单片机 (3)3.2 1602液晶 (6)3.3 DAC5571芯片 (8)3.4 时钟模块及定时器A (9)4 方案的实现 (10)4.1 系统硬件设计 (10)4.2 系统软件设计 (12)4.3 仿真调试 (18)总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A:硬件原理图 (29)附录B:仿真调试程序 (30)1 概述1.1 信号发生器背景及其发展状况信号发生器在各个领域都有着相当广泛的应用,无论是通信产品还是电子仪表,无论是科学指导还是教学研究,小到电子手表、大到计算机,都离不开信号发生器。

信号发生器在许多方面发挥着重要的作用。

信号发生器也常常被称为信号源,能够提供稳定的和可靠的参考信号。

信号发生器的频率、幅值、波形等信号参数可以通过人设置调节。

现代电子领域中,单片机的应用越来越深入到各个方面,这一发展趋势必然会使得以前的检测技术获得巨大变革。

由单片机控制的仪器具有可靠性高、性能价格比好的优点,并广泛应用在医疗通信和智能仪器等诸多领域,而且还走入普通家庭从冰箱、遥控器到汽车,随处可见其身影。

以单片机为控制核心,加上键盘扫描、1602液晶显示、数模转换(D/A)等电路,可以设计出功能多样化、性能卓越的信号发生器,同时该信号发生器还可以采用USB接口设计,从而使其具有远程通信的功能。

目前,实验、科研和生产制造中一般都选择该方法去实现所需信号源。

基于MSP430的信号波形发生器的电路设计与实现

基于MSP430的信号波形发生器的电路设计与实现

基于MSP430的信号波形发生器的电路设计与实现【摘要】设计制作一个马鞍波、方波、三角波的信号波形发生器。

系统包括方波振荡电路、分频与滤波电路、移相电路、加法合成电路、峰值检测电路、ADC转换电路、单片机控制电路与LCD显示电路。

系统界面友好,工作稳定。

【关键词】NE555;分频;滤波;MSP430F1471.方案论证与选择1.1 波形发生器选择方案一:采用RC振荡电路,此方案产生的方波信号频率精度不高。

方案二:选用NE555构成多谐振荡器产生方波,此方案电路简单、方便、灵活、频率稳定,故选用此方案。

1.2 分频与滤波电路的选择方案一:分别用低通滤波器和带通滤波器对方波进行处理得到所需正弦波。

其中低通滤波器的作用是把10KHz的方波滤波处理得到10KHz的正弦波,带通滤波器的作用则是为了得到30KHz和50KHz的正弦波。

此方案较容易得到10KHz的正弦波,但是带通滤波器的制作精度困难,不易得到30KHz和50KHz 的正弦波。

方案二:利用NE555产生一个150KHz的方波,再用HCF4017分别实现5分频、3分频得到10KHz、30KHz、50KHz的方波,然后采用由TLC04、OP07等运算放大器构成的低通滤波器进行滤波得到10KHz、30KHz、50KHz的正弦波。

此方案的关键在于不同频率低通滤波器的设计,通过合理选择参数,容易实现,故选用此方案。

2.系统总体方案设计2.1 总体设计思路波形产生电路由NE555振荡电路构成,产生150KHz的方波;经分频得到10KHz、30KHz、50KHz的方波;再通过由TLC04和OP27构成的低通滤波电路得到10KHz、30KHz、50KHz的正弦波;然后通过由OP27组成的合成电路分别得到马鞍波、方波、三角波波形。

同时以MSP430F147作为主控芯片,将三路正弦波通过由选通芯片CD4052和放大器OPA820组成的峰值检测电路得到的结果用TLV1544C进行A/D转换并在LCD上显示。

基于MSP430的正弦信号发生器

基于MSP430的正弦信号发生器

基于MSP430的正弦信号发生器摘要以二线式电流型变送器转换成电压信号采集电阻的阻值,通过数码管显示电阻阻值,以TI公司的MSP430F149为主控制器,根据采集到的电阻值来控制DDS集成芯片AD9851实现不同频率的正弦信号的无失真输出。

关键词变送器;MSP430F149;DDS1系统结构通过调节送入二线电流变送器的输入电阻量,改变变送器的输出为电流信号,单片机通过采样变送器电流输出在电流上产生的电压来控制AD9851来产正弦电流信号,并将此时输入电流量转化为电阻量在数码管上显示。

图1系统总体设计框图2功能实现电路2.1信号发生部分采用DDS芯片AD9851及用单片机直接控制。

它产生的频率稳定,控制性能良好、频率范围比较宽。

因为他可以产生正弦波等常见波形用单片机控制字可以方便进行控制输出满足条件的波形且电路简单。

2.2控制部分采用MSP430F149,它是16位单片机、处理速度快、外部资源丰富、自带的A/D转换模块、可以方便的进行信号的采集和功耗低。

2.3显示部分采用8为数码管,虽然只能显示数字,但控制简单,调试方便,且只需要显示必要的数字信息。

2.4变送器部分采用电桥,通过仪表放大器AD623采集电桥的电压差,再经调整电路及运算放大器放大得到的电压信号,再通过V/I变换器输出2~4mA电流,通过调节送入二线电流变送器的输入电阻量,改变变送器的输出为电流,变送器电流输出在电阻上产生的电压,再用电压跟随器隔离,采用MSP430内置A/D转换器采样减小了硬件的复杂度,将它转换为电阻值,来达到系统的控制。

3理论分析与参数计算4~20ma电流环在结构上由两部分即变送器和接收器组成,变送器一般位于现场端、传感器端或模块端,而接收器一般在处理器端,它一般在控制器内。

其工作电源和信号共用一根导线,工作电源由接收端提供。

为了避工作频率的干扰,采用电流来传输信号。

另外一种考虑是降低回路电流在接收端的压降。

通过改变电阻值来调整变送器的电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。

MSP单片机信号发生器设计方案

MSP单片机信号发生器设计方案

封面作者:Pan Hongliang仅供个人学习题目名称:基于MSP430的信号发生器设计姓名:彭从锋班级:电信111学号:201133285113日期:2014/7/08摘要随着科技的发展和现代科研的需要,信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。

信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

本系统采用MSP430F149单片机为控制核心,利用单片机内置的DA芯片,通过按键中断来逻辑选择要输出的波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波),再设置其它键来控制波形的幅值及频率,然后通过单片机控制显示到LCD1602上。

波形的产生是通过MSP430单片机执行某一波形发生程序,向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据,从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。

在MSP430学习板的键盘按键,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率,按不同按键产生不同波形的信号。

此方案的有点是电路原理比较简单,实现起来比较容易。

关键字:MSP430,信号发生器,LCD1602前言计算机和集成技术的高速发展,电子电路的分析与设计及相应专业课程的教学与实验所采用的方式与方法都发生了重大变化,特别是电子设计自动化系统中所包含的测试测量技术已经成为现代教育技术的重要组成部分,在高校的各个电子相关的实验室中,都需要开发和测试各种复杂的电路或子系统,其通常要求从没有上市的或很难获得的元器件或传感器中提取额外的信号,由此可见信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。

基于MSP430单片机的信号发生器设计

基于MSP430单片机的信号发生器设计

题目名称:基于MSP430的信号发生器设计*名:***班级:电信111学号:************日期:2014/7/08I摘要随着科技的发展和现代科研的需要,信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。

信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

本系统采用MSP430F149单片机为控制核心,利用单片机内置的DA芯片,通过按键中断来逻辑选择要输出的波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波),再设置其它键来控制波形的幅值及频率,然后通过单片机控制显示到LCD1602上。

波形的产生是通过MSP430单片机执行某一波形发生程序,向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据,从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。

在MSP430学习板的键盘按键,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率,按不同按键产生不同波形的信号。

此方案的有点是电路原理比较简单,实现起来比较容易。

关键字:MSP430,信号发生器,LCD1602II前言计算机和集成技术的高速发展,电子电路的分析与设计及相应专业课程的教学与实验所采用的方式与方法都发生了重大变化,特别是电子设计自动化系统中所包含的测试测量技术已经成为现代教育技术的重要组成部分,在高校的各个电子相关的实验室中,都需要开发和测试各种复杂的电路或子系统,其通常要求从没有上市的或很难获得的元器件或传感器中提取额外的信号,由此可见信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。

基于MSP430的信号发生系统设计

基于MSP430的信号发生系统设计

基于MSP430的信号发生系统设计MSP430是一款低功耗、高性能的微控制器,适用于许多应用领域,包括信号发生系统设计。

在信号发生系统设计中,MSP430可以作为主控芯片,实现信号的产生、处理和输出。

首先,在信号发生系统设计中,我们需要考虑使用什么样的信号发生电路。

MSP430可以通过GPIO(通用输入输出)引脚产生数字信号,也可以通过模拟信号发生器产生模拟信号。

根据系统的需求,我们可以选择合适的电路,例如RC电路产生正弦信号,电容电感电路产生方波信号等等。

其次,我们需要考虑如何使用MSP430控制信号发生电路。

MSP430具有丰富的外设接口,例如定时器、比较器、ADC等等,可以实现与外部电路的连接和控制。

通过配置MSP430的定时器,我们可以实现产生固定频率的信号。

通过配置比较器,我们可以实现产生特定幅值的信号。

通过配置ADC,我们可以实现对模拟信号的采样和数字化处理。

另外,在信号发生系统设计中,我们还需要考虑信号的处理和输出。

MSP430可以通过内部的计算单元和存储器,实现对信号的处理算法,例如滤波、采样、平均等。

通过配置MSP430的外部引脚,我们可以将处理后的信号输出到外部设备,例如显示器、音响等等。

在信号发生系统设计中,还需要考虑功耗管理的问题。

MSP430具有低功耗的特点,可以通过配置功耗管理模块,实现系统的低功耗运行。

例如使用低功耗模式,关闭不需要的外设,降低系统的功耗。

最后,在信号发生系统设计中,需要考虑系统的可靠性和稳定性。

MSP430具有多个时钟源和时钟分频器,可以实现稳定的系统时钟。

此外,MSP430还具有多种保护机制,例如电源过压保护、温度保护等等,可以提高系统的稳定性和可靠性。

综上所述,基于MSP430的信号发生系统设计需要考虑信号发生电路的选择、MSP430的外设接口的配置、信号的处理和输出、功耗管理以及系统的可靠性和稳定性等方面。

通过合理地设计和配置,可以实现稳定、可靠、低功耗的信号发生系统。

msp430课程设计

msp430课程设计

msp430课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握MSP430单片机的基本原理、编程方法和应用技巧。

具体来说,知识目标包括了解MSP430单片机的结构、特点和工作原理,掌握C语言编程的基本语法,熟悉MSP430单片机的应用领域。

技能目标则要求学生能够熟练使用MSP430开发工具进行程序设计和调试,能够独立完成简单的MSP430单片机应用项目。

情感态度价值观目标则是培养学生对电子技术的兴趣和热情,提高他们的问题解决能力和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括MSP430单片机的硬件结构、编程语言、开发环境和应用实例。

具体来说,将讲解MSP430单片机的各个模块及其功能,包括CPU、内存、外设等,以及这些模块是如何协同工作来实现各种功能的。

接下来,将介绍C语言编程的基本语法和编程技巧,包括数据类型、运算符、控制语句等,以及如何使用MSP430的开发工具进行程序设计和调试。

最后,将通过一些具体的应用实例来展示如何使用MSP430单片机来解决实际问题,比如温度计、电子钟等。

三、教学方法为了达到上述教学目标,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

首先,将采用讲授法来讲解MSP430单片机的硬件结构和C语言编程的基本语法。

通过讲解,使学生能够理解和掌握相关知识。

其次,将采用讨论法来探讨一些实际的应用案例,引导学生通过讨论和思考来解决问题。

此外,还将采用实验法让学生通过动手实践来加深对知识的理解和应用能力。

最后,将采用案例分析法来分析一些成功的MSP430单片机应用项目,使学生能够了解和掌握如何将理论知识应用于实际项目中。

四、教学资源为了支持教学内容的讲解和教学方法的实施,将准备一系列的教学资源。

首先,将使用教材《MSP430单片机原理与应用》作为主要的教学资料,引导学生学习和掌握相关知识。

其次,将提供一些参考书籍和在线资料,供学生进行深入学习。

此外,还将准备一些多媒体资料,如PPT、视频等,以直观的方式展示一些复杂的原理和应用案例。

基于MSP430和DDS的信号发生器设计

基于MSP430和DDS的信号发生器设计
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ — — — —
A D 9 8 5 o 模 块} . 卜 -
— —
正弦波 信号 和标准 的方波 信 号。A D 9 8 5 0 的5 位 相 位 控 制 字 ,允 许 相 位 按 增 量 1 8 0 。 、9 0 。 、 4 5 。 、2 2 . 5 。 、1 1 . 2 5 。 或 这 些 值 的 组 合 进 行 调 整 。在高速 D D S 中 进 行 数 据 的 整 合 , 它 采 用 3 2 位相 位 累加 器 ,截 断 成 1 4 位 , 输 入 正 弦 查 询表 ,查询 表输 出截 断成 1 0 位 , 输 入 到 D A C 。D A C 输 出 两 个 互 补 的模 拟 电 流 ,接 到 滤 波器 上 。调节D A C 满 量 程 输 出 电 流 , 需 外 接 个 电阻 R , 其 调 节 关 系 是 :
位 ,频率调 节范围为O ~1 0 0 0 0 H z ,可在液 晶屏上显示 。系统主要 由信号发 生模块 、显示模块和控制模块 组成,可输 出正 弦波、方 波、三角波、锯齿波等各种 不同
的 波 形 。此 设 计 可 产 生 比较 稳 定 的 波形 信 号 ,方 便 移 植 到 实 际应 用 中 。 【 关 键 词 】 信 号 发 生器 ;MS P 4 3 0;DDS
域。
2 . 系统 设 计 2 . 1 整 体 设 计 信 号 发 生 器 电路 主 要 由M S P 4 3 0 F 1 4 9 最 小系 统 、键 盘 电路 、L C D l 2 8 6 4 显示 电路 、 A D 9 8 5 0 模块 、电源模块 等组成 。系统原理方 框图如图2 所示 。
据 。D D S 系 统 的 核 心 是 相 位 累 加 器 , 它 由一 个 加法器 和一个N 位 相 位 寄 存 器 组 成 ,N 一般 为2 4  ̄3 2 位 。 每 来 一 个 时 钟 ,相 位 寄 存 器 以 步长M 增加 。相 位寄存 器将 加法 器在 上一个 时钟作用 后所产生 的新相位数据 反馈到加法 器 的 输 入 端 , 以使 加 法 器 在 下 一 个 时 钟 的 作 用 下 继 续 与 频 率 控 制 字 相 加 。 同 时 相 位 寄存 器 的 输 出 与 相 位 控 制 字 相 加 ,然 后 输 入 到 正 弦 查 询 表 地 址 上 。这 样 , 相 位 累 加 器 在 参 考 时 钟 的作 用 下 ,进 行 线 性 相 位 累 加 , 当相 位 累 加 器 加 至 满 量 程 时 就 会 产 生 一 次 溢 出 , 完 成 一个 周期 性 的动作 ,这个 周期 就是D D 8 合 成 信号 的一个周期 ,相位累加器 的溢 出频率 就 是D D S 输 出 信 号 的频 率 比 ] 。若 频 率 控 制 字 为M ,位数 为N , ̄ U D D S 系 统 输 出 信 号 的 频 率 为: t :f c x X l Z ( 1 ) 正 弦 查 询 表 包 含 一 个 周 期 正 弦 波 数 字 幅 度信息 ,每个地址对 应正弦波0  ̄3 6 0 。 范 围 的 一 个 相 位 点 。查 询 表 把 输 入 的 地 址 相 位 信 息映射 成 正弦波 幅度信 号 ,驱动D A C , 输 出 模 拟 量 。相 位 累 加 器 输 出N 位 并 不全 部 加 到
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于MSP430的信号发生器设计报告学院:电子工程学院班级:2013211212组员:唐卓浩(2012211069)王旭东(2013211134)李务雨(2013211138)指导老师:***一、摘要信号发生器是电子实验室的基本设备之一,目前各类学校广泛使用的是标准产品,虽然功能齐全、性能指标较高,但是价格较贵,且许多功能用不上。

本设计介绍一款基于MSP430G2553单片机的信号发生器。

该信号发生器虽然功能及性能指标赶不上标准信号发生器,但能满足一般的实验要求,且结构简单,成本较低。

本次需要完成的任务是以MSP430 LaunchPad 的单片机为控制核心、DAC 模块作为转换与按键电路作为输入构成的一种电子产品。

MSP430 LaunchPad 单片机为控制核心,能实时的进行控制;按键输入调整输出状态,DAC0832将单片机输出的数字信号转化为模拟量,经运放放大后,在示波器上输出。

在本次程序设计中充分利用了单片机内部资源,涉及到了中断系统、函数调用等。

关键字:信号发生器 MSP430 单片机 数模转换二、设计要求以msp430单片机为核心,通过一个DA (数字模拟)转换芯片,将单片机输出的方波、三角波、正弦波(数字信号)转换为模拟信号输出。

提供芯片:msp430G2553、DAC0832、REF102、LM384、OP07。

参考框图如下:Lauchpad MSP430电位器按键1DA 转换DAC0832放大输出LM384按键N按键2AD……图1 硬件功能框图1、基本要求(1) 供电电压 VDD= 5V~12V ;(√) (2) 信号频率:5~500Hz(可调);(√)(3) 输出信号电压可调范围:≥0.5*VDD ,直流偏移可调:≥0.5*VDD ;(√) (4) 完成输出信号切换;(√)(5) 方波占空比:平滑可调20%~80%;(√)(6)通带内正弦波峰峰值稳定度误差:≤±10%(负载1K )。

(√)2、发挥部分(1)信号频率:5~2000Hz(可调);(√)(2)多通道同时输出同频正弦波,方波,三角波。

(频率可调);(3)输出频率与幅度可调的正弦波与余弦波,相位误差≤±5度;(4)自由发挥。

三、实验器材MSP430G2553单片机(Texas Instrument);DAC0832模数转换芯片;REF102高精度电压基准;OP07运算放大器;阻值不同的电阻及电位器若干;电容若干;导线若干。

1、MSP430G2553单片机TI的MSP430G2系列Launchpad开发板是一款适用于TI最新MSP430G2xx系列产品的完整开发解决方案。

其基于USB 的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx器件开发应用所必需的所有软、硬件。

LaunchPad具有集成的DIP插座,可支持多达20个引脚,从而使MSP430 Value Line器件能够简便地插入LaunchPad电路板中。

此外,其还可提供板上Flash 仿真工具,以直接连接至PC 轻松进行编程、调试和评估。

此外,它还提供了从MSP430G2xx 器件到主机PC或相连目标板的9600波特率的UART串行连接。

MSP430G2系列Launchpad开发板的特性:(1)USB 调试与编程接口无需驱动即可安装使用,且具备高达9600波特的UART 串行通信速度;(2)支持所有采用PDIP14或PDIP20封装的MSP430G2xx和MSP430F20xx器件;(3)两个按钮可实现用户反馈和芯片复位;(4)器件引脚可通过插座引出,既可以方便的用于调试,也可用来添加定制的扩展板。

(5)由此易知,MSP430单片机将用于系统的控制部分。

2、DAC0832模数转换芯片DAC模块主要由DAC0832和OPA227PA运算放大器组成。

DAC0832是8分辨率的D/A 转换集成芯片。

与微处理器完全兼容。

这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。

其主要参数如下:(1)分辨率为8位;(2)电流稳定时间1us;(3)可单缓冲、双缓冲或直接数字输入;(4)只需在满量程下调整其线性度;(5)单一电源供电(+5V~+15V);(6)低功耗,20mW其引脚功能如下:(1)D0~D7:8位数据输入线,TTL电平,有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错);(2)ILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;(3)CS:片选信号输入线(选通数据锁存器),低电平有效;(4)WR1:数据锁存器写选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ns)有效。

由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1,当LE1为高电平时,数据锁存器状态随输入数据线变化换,LE1的负跳变时将输入数据锁存;(5)XFER:数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于500ns)有效;(6)WR2:DAC寄存器选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ns)有效。

由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2,当LE2为高电平时,DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化,LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。

(7)IOUT1:电流输出端1,其值随DAC寄存器的内容线性变化;(8)IOUT2:电流输出端2,其值与IOUT1值之和为一常数;(9)Rfb:反馈信号输入线,改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度;(10)Vcc:电源输入端,Vcc的范围为+5V~+15V;(11)VREF:基准电压输入线,VREF的范围为-10V~+10V;(12)AGND:模拟信号地;(13)DGND:数字信号地3、REF102高精度电压基准REF102是高精度10V电压基准集成电路。

由于REF102无需外加恒温装置,因而功耗低、升温快、稳定性好、噪声低。

REF102的输出电压几乎不随供电电源电压及负载变化。

通过调整外接电阻,输出电压的稳定性及温度漂移可降至最校11.4V至36V的单电源供电电压及优异的全面性能使REF102成为仪器、A/D、D/A及高精度直流电源应用的理想选择。

REF102的特点:(1)高精度输出:+10V 0.0025V(2)超低温度漂移:≤2.5ppm/℃(3)高稳定性:5ppm/1000小时(典型值)(4)高负载调整率:≤1ppm/V,≤10ppm/mA(5)宽供电电压范围:11.4VDC至36VDC(6)低噪声(7)低静态电流:≤1.4MaREF102的引脚:(2)为芯片电源脚,电压范围是11.4V~36V;(4)为公共引脚;(5)为外接调整电阻脚,调整输出电压稳定度及温度漂移;(6)为输出引脚;(8)为输出噪声衰减。

4、OP07运算放大器OP07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。

由于OP07具有非常低的输入失调电压(对于OP07A最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。

OP07同时具有输入偏置电流低(OP07A为±2nA)和开环增益高(对于OP07A 为300V/mV)的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

OP07芯片引脚功能说明:1和8为偏置平衡(调零端),2为反向输入端,3为正向输入端,4接地,5空脚6为输出,7接电源。

四、硬件电路设计1、整体设计思路方案一:控制部分由MSP430G2553实现,波形产生采用单片压控函数发生器(MAX038等),可同时产生频率可控可变的正弦波、三角波、方波。

优缺点:简单易行,采用专用芯片,系统体积大大减小;但频率步进的步长很难控制,并且整个设计中MSP430G2553仅完成简单的控制功能,资源没有充分利用。

方案二:由MSP430G2553实现对专门的DDS芯片(如AD9850)的控制,产生各种波形。

优缺点:此方案产生波形的频率稳定度高,易于程控。

但DDS芯片价格高,系统成本高。

方案三:由MSP430G2553结合DAC0832实现各种波形的产生。

优缺点:此方案可以充分利用MSP430G2553上的资源,降低系统成本,但是产生波形频率较低。

综上,方案三充分利用MSP430G2553的资源,外围电路简单、系统成本较低,可以满足信号发生器的要求,所以最终采用方案三。

2、硬件控制模块这次试验共有三个按键输入,分别作为切换波形,加频,减频。

一个滑动变阻器作为占空比的调节,一个作为幅度的调节,一个作为直流偏置的调节。

按键直接采用分压法给一个高电位,当按下去的时候相当于接地也就输出了低电平。

占空比的调节在于分压法,让滑动变阻器所占电压在0~2.5伏,从而输给芯片产生相应的占空比,再输出。

3、DAC0832的模块其八位数据输入接MSP430的八位数据输出,通过Iout1端口输出。

使能端与430相连,电源接12V。

Iout2接地,f不接。

4、放大模块采用了反向放大电路,电源输入电压是12伏,放大了5倍左右。

同时在放大电路前并联一个滑动变阻器100K,通过它来调节整个DAC对应的输出负载电阻,也就可以达到改变电压的幅度的目的。

效果如下(由于该方波是2KHz的方波,频率较高因此边沿看上去不垂直):5、直流偏置采用反向加法电路通过改变直流的接入电阻调节直流电压的大小。

图如下,u1为放大之后的输入,u2为-12伏的电压。

R1,3,6都是5K的电阻,R2位100k的电位器。

则Uout1=12*5/R2-U1,这就达到了直流偏置的效果。

效果见下图:五、软件程序设计1、设计指标与功能(1)波形产生和切换。

正弦波、三角波和方波依次切换,采样点均为100个。

(2)频率调节。

从5Hz到2000Hz可调,步进5Hz,一共400个有效频率点。

(3)占空比调节。

从20%到83%平滑可调,使用ADC10连续采集滑动变阻输出电压实现。

2、软件模块介绍(1)变量及宏定义#define SWITCH_SIG_TYPE (BIT0) //P1.0#define ADD_FREQ (BIT1) //P1.1#define SUB_FREQ (BIT2) //P1.2#define DAC_WR (BIT3) //P1.3#define ADC10_IN_PORT (BIT4) //P1.4#define P1_IN_PORTS ~(SWITCH_SIG_TYPE + ADD_FREQ + SUB_FREQ +ADC10_IN_PORT)#define P1_OUT_PORTS DAC_WR // 3:DAC WR#define P1_INTERRUPT (SWITCH_SIG_TYPE + ADD_FREQ + SUB_FREQ) #define P2_OUT_PORTS (0xff) // DAC data in#define TOTAL_SAMPLING_POINTS 100#define MAX_FREQ_STEPS 400#define ENABLE_WR_PORT P1OUT &= ~DAC_WR // WR->0 #define DISABLE_WR_PORT P1OUT |= DAC_WR // WR->1 #define write_dac(data) P2OUT = data// write to DAC uint curr_signal_type;//当前的波形,0表示正弦波,1是三角波,2是方波int tccr0_now; //表示当前的计数初值uint ccr0_idx; //表示当前计数初值在表中的索引号uchar point_now; //表示现在采用点的索引值int duty_circle; //表示当前的方波高电平的点数,用于表示占空比。

相关文档
最新文档