基于MSP430单片机多种波形发生器设计.doc

基于单片机的多种波形发生器的设计 摘要：本系统采用MSP430F149单片机为控制核心，单片机内部存储波形相关数据，利用DA芯片输出模拟波形，通过按键中断来选择要输出的波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波），再设置波形的幅值及频率，然后通过单片机控制显示到Nokia5110液晶上。 关键字:MSP430，信号发生器，Nokia5110液晶 Design a variety of waveform generator based on single chip Abstract:The system USES the microcontroller as control core, MSP430F149 uses DA chipoutput analog waveform, through the keys to logical choice to interrupt the output waveform (sine wave and square-wave, triangle wave, sawtooth wave), then Settings other key to control the amplitude and frequency wave, then through the single-chip microcomputer control on display to Nokia5110 liquid crystal . KEY WORDS:Msp430，Signal generator，Nokia5110 liquid crystal  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。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。美国安捷伦生产的33250A型函数/任意波形发生器可以产生稳定、精确和低失真的任意波形，其输出频率范围为1μHz～80MHz，而输出幅度为10mVpp～10Vpp；该公司生产的8648D射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达9kHz～4GHz。最高3.35 Gb/s(数据)国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围为1μHz～60MHz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。用分立元件组成的函数发生器：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。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。 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。 首先去图书馆借阅有关MSP430单片机的书籍资料，了解MSP430单片机的工作原理、内部结构、功能模块、各种寄存器以及C语言，从整体上对MSP430单片机的使用方法和编程原理进行理解。然后利用网络资源查阅单片机的C语言编程实例和视频讲解，对单片机每个功能模块的使用有所了解。最后根据自己的题材基于MSP430单片机的信号发生器设计指定相应的策略想办法完成编程。 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