基于Msp430单片机的波形发生器的设计报告.doc

基于Msp430单片机的波形发生器设计报告 项目名称：基于Msp430单片机波形发生器的设计 学生姓名：陈硕 学号：20111003681 班级：076112 指导老师：宋恒力、赵娟 目 录 第1章 概 述 1 1.1 信号发生器设计背景 1 1.2信号发生器的发展现状 2 1.3本设计采用的研究方法和技术路线 2 第2章 芯片介绍 4 2.1 MSP430单片机技术的发展特点及应用 4 2.1.1MSP430单片机技术的发展特点 4 2.1.2 MSP430F149单片机的引脚图 7 2.2 DAC5571简介 9 2.2.1 DAC5571的引脚说明 9 2.2.2 DAC5571的原理图及运算方法 10 第3章 系统硬件设计 11 3.1 基于MSP430F149信号发生器构成及工作原理 11 3.2键盘电路 11 3.3数模转换DAC5571电路 13 第4章 系统软件设计 15 4.1 信号发生器总流程图 15 4.2 各个硬件模块程序流程图 16 4.3 波形产生程序流程图 18 附录 25 第1章 概 述 1.1 信号发生器设计背景 ?随着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。信号发生器又称信号源，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形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、等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。（3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。（4）利用专用直接数字合成芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率但成本较高。 信号发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪及其它自动测试设备的组成部分。信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。最高3.35 Gb/s(数据)国产S1000型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用DDS和锁相技术，使频率范围从1MHz～1024MHz能精确地分辨到100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是一台高精度的标准信号发生器。还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是信号发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。波形的产生是通过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。在的,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率，。此方案的有点是电路原理比较简单，实现起来比较容易。 图3-1系统原理方框图 系统工作原理：本系统采用MSP430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复制及频率，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。 3.2信号发生器的键盘电路 本系统所需要的键盘有8个，经过分析觉得使用独立式键盘更为合适，但是手上有现有的4*4矩阵键盘，因此使用了4*4矩阵键盘。连接电路如图3-2所示。 图3-2 键盘模块电路 现在具体分析键盘的工作原理：键盘初始化使得单片机P1的P1.0—P1.3设置为输入状态, P1.4—P1.7设置为输出状态，然