【正文】 4 程序調(diào)試與運(yùn)行結(jié)果 .................................................................. 17 結(jié)束語 ................................................................................ 18 參考文獻(xiàn) .............................................................................. 19 附錄 1 ................................................................................ 20 完整程序 .......................................................................... 20 附錄 2： .............................................................................. 29 .本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 ......................................................... 29 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目 : 基于 MSP430的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 初始條件： 單片機(jī) 和 C語言 等知識(shí)； 到元件 :MSP430 LaunchPad， IAR 軟件， LED 燈 。 要求完成的主要任務(wù) : 基于 MSP430 單片機(jī)設(shè)計(jì)一款信號(hào)發(fā)生器，作品采用MSP430Launch Pad 結(jié)合 DAC 和運(yùn)算放大器， 實(shí)現(xiàn)可產(chǎn)生正弦波、三角波、鋸齒波的信號(hào)發(fā)生器。 時(shí)間安排： 1. 1 月 10 日 1月 12 日 查閱資料及確定方案總體設(shè)計(jì) 2. 1月 13 日 1月 15 日 編程 3. 1月 16 日 開始調(diào)試程序 4. 1月 17 日 撰寫課程設(shè)計(jì) 報(bào)告 5. 1月 18 日 正式開始答辯 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 3 摘要 信號(hào)發(fā)生器 是電子實(shí)驗(yàn)室的基本設(shè)備之一，目前各類學(xué)校廣泛使用的是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，雖然功能齊全、性能指標(biāo)較高，但是價(jià)格較貴，且許多功能用不上 。該信號(hào)發(fā)生器雖然功能及性能指標(biāo)趕不上標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，但能滿足一般的實(shí)驗(yàn)要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。 MSP430 LaunchPad 單片機(jī)為控制核心，能實(shí)時(shí)的進(jìn)行控制； 按鍵輸入調(diào)整輸出狀態(tài)， LED 燈顯示輸出波形狀態(tài) ， DAC0832將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬量，經(jīng)運(yùn)放放大后輸出 。 關(guān)鍵字 ： MSP430 LaunchPad ， 按鍵輸入， DAC0832， OPA07 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 4 1 概述 作品基本情況介紹 本作品基于 TI 的 LaunchPad，選用 TI 的 MSP430G2452 這款單片機(jī)設(shè)計(jì)了一款信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)發(fā)生器的主要技術(shù)參數(shù)如下： ： 1HZ1KHZ 率步進(jìn)間隔： 1HZ ： 8V ： 幅度連續(xù)可調(diào)、頻率按鍵可調(diào)、輸出使能控制、 LED 指示 系統(tǒng)硬件和軟件框圖 1）系統(tǒng)硬件框圖 圖 1 系統(tǒng)硬件框圖 2） 系統(tǒng)軟件框圖： TI 的 La unchPadMS P 430 g 2452DAC 0832 放大器模塊電源模塊菜單按鍵信號(hào)指示模塊 信號(hào)輸出Main 函數(shù) 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 5 圖 2 系統(tǒng)軟件框圖 2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) MSP430G2 系列 LaunchPad 開發(fā)板介紹 TI的 MSP430G2系列 Launchpad開發(fā)板是 一款適用于 TI 最新 MSP430G2xx 系列產(chǎn)品的完整開發(fā)解決方案。 LaunchPad 具有集成的 DIP 插座，可支持多達(dá) 20 個(gè)引腳，從而使 MSP430 Value Line 器件能夠簡(jiǎn)便地插入 LaunchPad 電路板中。此外，它還提供了從 MSP430G2xx 器件到主機(jī) PC 或相連目標(biāo)板的 9600 波特率的 UART 串行連接 。 支持所有采用 PDIP14 或 PDIP20 封裝的 MSP430G2xx 和 MSP430F20xx 器件。 兩個(gè)按鈕可實(shí)現(xiàn)用戶反饋和芯片復(fù)位。 方案論證與選擇 方案一： 控制部分由 MSP430G2452 實(shí)現(xiàn)，波形產(chǎn)生采用單片壓控函數(shù)發(fā)生器（ MAX038 等），可同時(shí)產(chǎn)生頻率可控可變的正弦波、三角波、方波。 按鍵中斷函數(shù) 波形輸出函數(shù) 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 6 方案二： 由 MSP430G2452 實(shí)現(xiàn)對(duì)專門的 DDS 芯片 (如 AD9850)的控制，產(chǎn)生各種波形。但 DDS 芯片價(jià)格高，系統(tǒng)成本高。 優(yōu)缺點(diǎn)：此方案可以充分利用 MSP430G2452 上的資源，降低系統(tǒng)成本，但是產(chǎn)生波形頻率較低。 硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主控部分采用 IT 的 MSP430G2452 LaunchPad 開發(fā)板；外圍電路主要包括DAC 模塊、電源及按鍵模塊。 DAC0832 是 8分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換 集成芯片。這個(gè) DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。由 ILE、武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 7 CS、 WR1 的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng) LE1 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； * XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效； * WR2： DAC 寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。 * IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線性變化； * IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1 值之和為一常數(shù)； * Rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變 Rfb 端外接 電阻 值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿 量程 精度； * Vcc：電源輸入端， Vcc 的范圍為 +5V～ +15V； * VREF： 基準(zhǔn)電壓 輸入線， VREF 的范 圍為 10V～ +10V； * AGND：模擬信號(hào)地； * DGND：數(shù)字信號(hào)地。其中 12V和 12V 由電源模塊產(chǎn)生， 5V 和 5V 由 L7805 和 L7905 產(chǎn)生。電源及按鍵模塊電路原理圖如下圖所示： 圖 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 9 系統(tǒng) PCB 圖設(shè)計(jì) 1） DAC 及放大模塊 PCB 圖 如下圖所示： 圖 6. DAC 模塊 PCB 圖 2）電源及按鍵模塊 PCB 圖如下圖所示： 圖 7. 電源及按鍵模塊 PCB 圖 武漢理工 大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 10 3 程序 設(shè)計(jì) 程序