李雪平 覃章健 王欣穎

【摘要】 通信系統(tǒng)中需要高頻發(fā)射無(wú)線電波、視頻信號(hào)或脈沖信號(hào)調(diào)制的載波；工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，如高頻感應(yīng)加熱、熔化、淬火、超聲和磁共振成像，需要強(qiáng)度和頻率不同信號(hào)源。MSP430F149單片機(jī)為控制核心，利用內(nèi)置DAC芯片，合理選擇需要的輸出波形。

【關(guān)鍵字】 信號(hào)源 MSP430F149 DAC LCD1602

一、概 述

1.1 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)背景及意義

通信和雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，使信號(hào)發(fā)生器開始的定性分析發(fā)展到定量分析，再到可以使用測(cè)試設(shè)備、脈沖電路或脈沖調(diào)制、脈沖發(fā)生器。它的多種高性能儀器支持技術(shù)，可提供高品質(zhì)的精密信號(hào)源和掃描源代碼，極大地簡(jiǎn)化了檢測(cè)相應(yīng)的系統(tǒng)程序，降低測(cè)試成本，大大提高檢測(cè)精度。

1.2 本設(shè)計(jì)采用的研究方法和技術(shù)路線

波形的產(chǎn)生是通過MSP430單片機(jī)執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。本設(shè)計(jì)由檢測(cè)模塊、顯示模塊和控制模塊三大模塊組成，在MSP430F149學(xué)習(xí)板的鍵盤按鍵，通過軟件編程來邏輯選擇各種波形、幅值電壓和頻率，按不同按鍵產(chǎn)生不同波形的信號(hào)，最后顯示在LCD1602 液晶顯示器上，而控制模塊通過單片機(jī)控制繼電器來實(shí)現(xiàn)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路原理比較簡(jiǎn)單，連接電路比較方便，實(shí)現(xiàn)起來比較容易。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 基于MSP430F149信號(hào)源構(gòu)成

基于MSP430單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要連接到MSP430F149單片機(jī)接口，電路主要由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤電路、LCD1602顯示電路、DAC5571芯片、電源電路構(gòu)成。

2.2系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)采用MSP430單片機(jī)為控制核心，利用內(nèi)置DAC輸出波形，由邏輯選擇控制按鍵中斷，設(shè)置幅值按鈕和頻率按鈕來控制其波形的幅度和頻率，通過單片機(jī)控制LCD1602實(shí)現(xiàn)波形顯示。MSP430學(xué)習(xí)板的鍵盤按鍵，通過軟件編程來選擇不同的波形，電壓信號(hào)波形的振幅和頻率，按不同的鍵輸出波形不同。結(jié)合MSP430單片機(jī)信號(hào)發(fā)生器的基本功能介紹它的工作流程、硬件組成和工作原理，設(shè)計(jì)鍵盤電路、LCD1602顯示電路、DAC5571芯片等，各電路根據(jù)需要連接到MSP430F149單片機(jī)的接口上，就構(gòu)成了一個(gè)功能強(qiáng)大的基于MSP430單片機(jī)的信號(hào)源設(shè)計(jì)。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

信號(hào)源的順利工作，需要合適的軟件來協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)硬件組成部分，根據(jù)信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)的工作需要來工作，從而達(dá)到特定的功能。本系統(tǒng)就是采用IAR軟件完成各種編譯與調(diào)試，然后再把編譯調(diào)試好的程序下載在MSP430F149單片機(jī)里以完成各種信號(hào)的產(chǎn)生與控制，再通過DA轉(zhuǎn)換后輸出。通過按鍵控制來選擇產(chǎn)生不同的波形（如正弦波、方波、三角波、鋸齒波），產(chǎn)生的波形通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)在LCD液晶顯示屏上顯示出來，也可以通過按鍵來調(diào)節(jié)波形的頻率和幅值。系統(tǒng)初始化成功后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下，就會(huì)馬上產(chǎn)生按鍵中斷，然后經(jīng)過按鍵掃描獲得鍵值并根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到不同的子程序，最后產(chǎn)生不同的波形。

四、設(shè)計(jì)的成果與分析

本文基于MSP430單片機(jī)的信號(hào)源主要介紹了信號(hào)發(fā)生器的硬件電路結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)二者包含的原理，所設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、方波、鋸齒波、三角波以及相對(duì)應(yīng)波形的幅值及頻率的增加減少功能。信號(hào)發(fā)生器的產(chǎn)生的波形幅值2V，頻率10HZ，結(jié)合所用的MSP430F149芯片，具有低功耗的特點(diǎn)設(shè)置而成。波形的產(chǎn)生是通過MSP430單片機(jī)執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。在MSP430學(xué)習(xí)板的鍵盤按鍵，通過軟件編程來選擇各種波形，按不同按鍵產(chǎn)生不同波形的信號(hào)。此方案的有點(diǎn)是電路原理比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來比較容易。

五、結(jié)論

無(wú)論在電子通信行業(yè)，還是控制領(lǐng)域或者信號(hào)分析等領(lǐng)域中，信號(hào)發(fā)生器日益發(fā)生重要的作用，逐步成為不可或缺的研究測(cè)試工具隨著信號(hào)發(fā)生器信號(hào)整合相關(guān)技術(shù)的不斷完善，數(shù)字化、智能化、小型化的信號(hào)發(fā)生器必將為各領(lǐng)域的科學(xué)研究帶來極大的便利，信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展前景也必將更加廣闊。

參 考 文 獻(xiàn)

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