基于msp430g2553單片機(jī)簡易波形發(fā)生器

1、桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院實(shí)習(xí)報告實(shí)習(xí)名稱： 電子設(shè)計與應(yīng)用實(shí)踐 專業(yè)班級： 電信11-1 學(xué)生姓名： 謝棟樹 學(xué)號： 81111126 指導(dǎo)老師： 朱昌洪 實(shí)習(xí)時間：2014年 05 月04日至 2014年05月23日基于MSP430G2553的簡易波形發(fā)生器1、 引言 波形函數(shù)發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。本函數(shù)發(fā)生器采用msp430g2553單片機(jī)作為控制核心，外圍采用數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路（DAC0832）、運(yùn)放電路（TL082）、按鍵和LCD顯示電路等。此電路設(shè)計清晰，出現(xiàn)故障容易查找錯誤，操作簡單方便。  電路采用msp430g2

2、553單片機(jī)與一片DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成低頻信號發(fā)生器。通過按鍵控制可分別控制選擇輸出的幅值和頻率，同時用LCD12864顯示器顯示頻率。所產(chǎn)生的波形幅值范圍為0到5V；本系統(tǒng)設(shè)計簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實(shí)用性。2、 課題設(shè)計1. 基本原理 在信號產(chǎn)生和處理方面。通過MSP430G2553內(nèi)部的TA定時器，外加DAC0832產(chǎn)生四種波形，在DA輸出后，通過一個由運(yùn)算放大器TL082和精密可調(diào)電位器組成的運(yùn)算放大電路，以實(shí)現(xiàn)信號的增益控制。最后在負(fù)載電阻上輸出電壓。2. 原理框圖 圖（1）系統(tǒng)總體框圖正弦波鋸齒波三角波增頻減頻短按P2.2長按P2.1長按P2.0短按P2.1短按P2.0長

3、按時間大于1s 短按時間大于10ms 圖（2）按鍵功能說明3. 硬件電路原理圖 12864顯示模塊 輸出模塊DAC0832模塊電源模塊 msp430g2553模塊 按鍵模塊 圖（3）硬件模塊框圖 （1）顯示模塊 本作品使用LCD12864作為人機(jī)交互模塊，由于MSP430G2553的I/O口很少，所以通過對LCD的進(jìn)行串行數(shù)據(jù)輸入，以節(jié)約I/O口。 圖（4）LCD12864硬件連接（2）DAC0832轉(zhuǎn)換與幅度放大模塊由于是通過MSP430G2553輸出數(shù)字量的信號來產(chǎn)生波形，因此需要用到DA將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量?？紤]到單片機(jī)的I/O口數(shù)量，選用8位的DA來進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。硬件如圖（4）所示，D

4、AC0832采用直通工作方式，節(jié)省I/O口控制引腳。由DAC輸出模擬量后，由于波形的幅值太小，因此還需要進(jìn)行幅值的放大。其中R3是精密可調(diào)電位器，方便用戶對信號的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。50的電阻可以保證整個信號發(fā)生器的輸出阻抗為50。 圖（5）DAC0832轉(zhuǎn)換、波形選擇按鍵與幅度放大模塊（3） 電源模塊電源模塊主要由三部分構(gòu)成，來自變壓器的5V電壓，3.3V穩(wěn)壓電路和-5V產(chǎn)生電路。另外還有常用的電源指示燈和電源開關(guān)。 圖（6）電源模塊（4） msp430g2553單片機(jī)最小系統(tǒng)MSP430G2553是20個引腳的16位單片機(jī)。具有內(nèi)置的16位定時器、16k的FLASH和512B的RAM，以及一個通

5、用型模擬比較器以及采用通用串行通信接口的內(nèi)置通信能力。此外還具有一個10位的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。 圖（7）msp430g2553最小系統(tǒng)模塊4. 軟件設(shè)計 流程圖開始按鍵中斷關(guān)中斷延時10ms有按鍵？P2.0按下？ Y Y Y P2.2按下？ P2.1按下？ 延時1S 延時1S 延時1SP2.2按下？P2.2按下？P2.2按下？ N N頻率增100Hz頻率減100Hz Y Y YKey=220Key=221 Key=222 對應(yīng)key值得波形 輸出信號中斷標(biāo)志位清零開始中斷 N 返回5. 調(diào)試過程 整個硬件調(diào)試過程基本順利，由于采用了分單元模塊制作，各單元電路工作穩(wěn)定，給調(diào)試工作帶來很大的方

6、便。  放大模塊部分在實(shí)物模擬時，出現(xiàn)發(fā)送信號不穩(wěn)定、跳變的問題。經(jīng)過仔細(xì)檢查電路線路路徑和連線問題，最終發(fā)現(xiàn)PCB板子上某些連線存在斷路的問題，于是用焊錫焊好，從而得以解決。  調(diào)試過程中，由于某些元器件參數(shù)的問題，在頻率要求上沒有達(dá)到預(yù)期效果，各單元調(diào)試通過以后，進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，調(diào)試結(jié)果顯示，整個系統(tǒng)能夠正常工作。3、 編程程序/*/LCD12864初始化void LCD_init(void) write_cmd(0x30); write_cmd(0x0C); write_cmd(0x01); write_cmd(0x02);void IO_init(void) P1DI

7、R=0xff; P1REN=0x00; P1SEL=0X00; P1OUT=0x00; P2SEL&=(BIT4 + BIT3 + BIT5); P2DIR = BIT4 + BIT3 + BIT5;/* P2DIR|=BIT0; /DAC單緩沖模式 P2SEL&=BIT0; P2REN&=BIT0; P2OUT|=BIT0; /關(guān)閉dac輸入*/ P2DIR&=(BIT0+BIT1+BIT2); /輸入 P2REN|=BIT0+BIT1+BIT2; /用于按鍵接地型 P2IE|=BIT0+BIT1+BIT2; /允許中斷 P2IES|=BIT0+BIT1+BI

8、T2; /下升沿觸發(fā) P2IFG&=(BIT0+BIT1+BIT2); /消除中斷標(biāo)志void display(void) lcd_pos(1,0); for(i=0;i<16;i+) write_dat(aai); lcd_pos(2,0); for(i=0;i<16;i+) write_dat(bbi); lcd_pos(3,0); for(i=0;i<10;i+) write_dat(cci); lcd_pos(4,0); for(i=0;i<16;i+) write_dat(ddi); void DCO_init(void) BCSCTL1 = CALB

9、C1_16MHZ; /設(shè)定cpu時鐘DCO頻率為16MHz DCOCTL = CALDCO_16MHZ; / BCSCTL2|=SELM_1+DIVM_0; /SMCLK選擇16MHz，不分頻 / BCSCTL2&=SELS;void Timer_A0_init(void)TA0CTL|=TASSEL_2+MC_2;/TA時鐘源選擇SMCLK，連續(xù)增計數(shù)模式 TA0CCR0=158; TA0CCTL0|=CCIE;/打開 比較模塊0中斷 _EINT();/*/定時器中斷服務(wù)程序/*/#pragma vector =TIMER0_A0_VECTOR_interrupt void Time

10、r_A0(void) /CCIFG中斷被響應(yīng)后，該標(biāo)志位自動清零 if(key=222) if(j<200) P1OUT=sindataj; /正弦波產(chǎn)生 j+; elsej=0; TA0CCR0 +=Tccr0; if(key=221) if(tcout<200) P1OUT=tcout; /鋸齒波產(chǎn)生 tcout+; else tcout=0; TA0CCR0 +=Tccr0; if(key=220) if(ttcout=0) if(tcoutm<100) P1OUT=tcoutm; /三角波產(chǎn)生上升段 tcoutm+; else ttcout=1; TA0CCR0 +=

11、(Tccr0-1); if(ttcout=1) if(tcoutm>0) P1OUT=tcoutm; /三角波產(chǎn)生下降段 tcoutm-; else ttcout=0; TA0CCR0 +=(Tccr0-1); 4、 結(jié)論 這次課程設(shè)計我組的設(shè)計任務(wù)是波形發(fā)生器的設(shè)計，我們采用msp430g2553單片機(jī)和DAC0832芯片以及放大器完成電路的設(shè)計，用開關(guān)來控制各種波形的發(fā)生及轉(zhuǎn)換，用單片機(jī)輸出后，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器生成波形，最終可以通過示波器觀察。 在這次課程設(shè)計中利用單片機(jī)做出低頻信號發(fā)生器.在做的過程中,我提前學(xué)習(xí)了單片機(jī)原理這門課程,在老師和同學(xué)的幫助下,對單片機(jī)的認(rèn)識有了進(jìn)一步的認(rèn)

12、識和使用.在學(xué)習(xí)單片機(jī)的時候,首先要理解清楚其工作原理和工作時序,那樣的話才能對所要求電路進(jìn)行編程.還有就是在做設(shè)計的時候要認(rèn)真一點(diǎn),那點(diǎn)錯了要換個思維方式在做,找到錯誤的知識點(diǎn),在看書或者問老師來解決.而在軟件設(shè)計過程中，主要運(yùn)用的是c語言來進(jìn)行編程，這讓我更深入的了解了波形是如何編程的，也讓我對IAR和DXP軟件有了更深入的了解。  通過這次的計算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計，我對微機(jī)和單片機(jī)的一些芯片有了一定的了解，讓我又一次溫習(xí)了這學(xué)期的微機(jī)原理和匯編語言等知識，也讓我的動手能力有了很大的提高。5、 參考文獻(xiàn)1 朱定華，馬愛梅，林衛(wèi). 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M. 

13、;武漢：華中科技大學(xué)出版社 2 顧德英，張健，馬淑華. 計算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：北京郵電大學(xué)出版社 3 夏揚(yáng). 計算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 4張洪潤，易濤編著. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程M. 北京：清華大學(xué)出版社 5劉樂善，歐陽星明，劉學(xué)清. 微型計算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用M  武漢：華中科技大學(xué)出版社 6 朱定華，戴汝平， 單片微機(jī)原理與應(yīng)用M. 北京：北京交通大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社六、附錄附錄（一）： 電路原理圖附錄（二）： 電路PCB圖 附錄（三）： 元件清單名稱編號型號數(shù)量（個）電容C1、C2、C31053電容C4、C5、C61043電容C7、C8、16v-100uf2電容C9、C1025v-10uf2電容C1