基于msp430单片机的波形发生器设计报告

基于msp430单片机的波形发生器设计报告内容摘要：

ic Timer）、实时时钟（ RTC）和 USB 控制器等若干外围模块的不同组合。 其中，看门狗可 以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器； 16 位定时器（ Timer_A 和 Timer_B）具有捕获 /比较功能，大量的捕获 /比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口， P0、 P P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12 位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达 200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶 多达 160 段；实现两路的 12 位 D/A 转换；硬件 I2C 串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的 DMA 模块。 MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。 方便高效的开发环境 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。 对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口， 还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。 这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。 开发语言有汇编语言和 C 语言。 MSP430F149 单片机的引脚图 DAC5571 简介 DAC5571 的引脚说明 DAC5571 的引脚说明如表 23 所示。 表 23 DAC5571 的引脚说明 引 脚 名称 描述 1 VOUT 模拟输出电压 2 GND 所有地面参考 3 VDD 模拟供电电压输入 4 SDA 串行数据输入 5 SCL 串行时钟输入 6 A0 设备地址选择 DAC5571 的原理图及运算方法 DAC5571 的原理图及运算方法分别如图 22 和图 23 所示。 DAC5571 原理图 DAC5571 运算算法 第 3 章 系统硬件设计 基于 MSP430F149 信号发生 器构成及工作原理 信号发生器电路主要由 MSP430F149 系统、键盘电路、 LCD1602 显示电路、DAC5571 芯片、电源电路等组成。 系统原理方框图如图 31 所示。 图 31 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。 显示电路 键盘电路 数模转换 MSP430F149 电 源 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 32 所示。 图 32 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 — 设置为输入 状态 , — 设置为输出状态，然后令 — 输出低电平，— 下降沿触发中断，并开中断。 进入中断子程序后进行扫描并获得键值，最后根据按键的不同分别跳到对应的子程序中。 在扫描的子程序中，当在 管脚上输出低电平，并且行线的其他管脚上输出高电平时，如果“ K1”键被按下，则 为低电平；如果“ K2”键被按下，则 为低电平；如果“ K3”键被按下，则 为低电平；如果“ K4”键被按下，则 为低电平。 通过设置一条行线的输出就可以获取列线上的相应状态，从而获得键 盘输入的值。 同理，依次在其他列线上输出低电平，就可以获取其他键的输入值。 通过这样的扫描方式，可以实现键盘的输入。 数模转换 DAC5571 电路 第 4 章 系统软件设计 信号发生器的顺利工作，需要合适的软件来协调系统的各个硬件组成部分，根据信号发生器系统的工作需要来工作，从而达到特定的功能。 本章主要设计信号发生器系统的各个硬件组成部分的程序流程图。 信号发生器总流程图 系统总程序流程图如图 41 所示。 系统初始化后，当有按键按下是就会产生按键中断，然后按键扫描获得键值并根据键值跳转到不同 的子程序，产生不同的波形。 流程图如下： 各个模块 程序流程图 初始化程序流程图 初始化程序流程图如图 42 所示。 进入初始化阶段，信号发生器的各个部分依次初始化，为后期的程序执行做好准备。 开始关闭看门狗初始化LCD初始化键盘。