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1、武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计任务说明书目录目录1课程设计任务书2摘要3资料个人收集整理，勿做商业用途1.概述41.1作品基本情况介绍41.2系统硬件和软件框图42硬件系统设计52.1MSP430系列LaunchPad开发板介绍5资料个人收集整理，勿做商业用途2.2 方案论证与选择52.3系统原理图设计52.4系统PCB图设计83 程序设计93.1 程序主流程93.2 程序设计93.2.1初始化程序93.2.2主程序103.2.3 按键中断103.2.4波形输出函数154 程序调试与运行结果17结束语18参考文献19附录120完整程序20附录2：29.本科生课程设计成绩评定表29课程设
2、计任务书学生姓名： 专业班级： 自动化 指导教师： 工作单位： 题 目: 基于MSP430地信号发生器设计 初始条件：1.运用所学地单片机和C语言等知识；2.用到元件:MSP430 LaunchPad,IAR软件,LED灯.要求完成地主要任务: 基于MSP430单片机设计一款信号发生器,作品采用MSP430Launch Pad结合DAC和运算放大器,实现可产生正弦波、三角波、锯齿波地信号发生器.资料个人收集整理，勿做商业用途 能产生正弦波,三角波,锯齿波； 能通过按键切换波形； 幅值连续可调,频率按键可调,输出使能控制,LED指示； 搭建硬件电路,编制完整地程序并调试； 撰写设计说明书及调试心
3、得.时间安排：1. 1月10日-1月12日 查阅资料及确定方案总体设计2. 1月13日-1月15日 编程3. 1月16日 开始调试程序4. 1月17日 撰写课程设计报告5. 1月18日 正式开始答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 摘要 信号发生器是电子实验室地基本设备之一,目前各类学校广泛使用地是标准产品,虽然功能齐全、性能指标较高,但是价格较贵,且许多功能用不上.本设计介绍一款基于MSP430G2452单片机地信号发生器.该信号发生器虽然功能及性能指标赶不上标准信号发生器,但能满足一般地实验要求,且结构简单,成本较低.本次需要完成地任务是以MSP430 La
4、unchPad地单片机为控制核心、LED作为指示、DAC模块作为转换与按键电路作为输入构成地一种电子产品.MSP430 LaunchPad单片机为控制核心,能实时地进行控制；按键输入调整输出状态,LED灯显示输出波形状态,DAC0832将单片机输出地数字信号转化为模拟量,经运放放大后输出.在本次程序设计中充分利用了单片机内部资源,涉及到了LED驱动、中断系统、函数调用等.资料个人收集整理，勿做商业用途关键字：MSP430 LaunchPad ,按键输入,DAC0832,OPA071 概述 1.1作品基本情况介绍本作品基于TI地LaunchPad,选用TI地MSP430G2452这款单片机设计了
5、一款信号发生器.作品采用查表原理来实现信号地产生,外围使用一些基本地DAC和放大电路,实现了可产生正弦波、三角波、锯齿波地信号发生器.信号发生器地主要技术参数如下：资料个人收集整理，勿做商业用途1.频率范围：1HZ-1KHZ2.频率步进间隔：1HZ3.输出幅值：8V4.其他：幅度连续可调、频率按键可调、输出使能控制、LED指示 1.2 系统硬件和软件框图 1）系统硬件框图 图1 系统硬件框图 2）系统软件框图：Main函数波形输出函数按键中断函数图2 系统软件框图2 硬件系统设计2.1 MSP430G2系列LaunchPad开发板介绍TI地MSP430G2系列Launchpad开发板是一款适用
6、于TI 最新MSP430G2xx 系列产品地完整开发解决方案.其基于USB 地集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx 器件开发应用所必需地所有软、硬件.LaunchPad 具有集成地DIP插座,可支持多达20 个引脚,从而使MSP430 Value Line器件能够简便地插入LaunchPad电路板中.此外,其还可提供板上Flash 仿真工具,以直接连接至PC 轻松进行编程、调试和评估.此外,它还提供了从MSP430G2xx 器件到主机PC 或相连目标板地9600 波特率地UART 串行连接.资料个人收集整理，勿做商业用途MSP430G2系列Launchpad开发板地特性:USB 调试
7、与编程接口无需驱动即可安装使用,且具备高达9600 波特地UART 串行通信速度.支持所有采用PDIP14 或PDIP20 封装地MSP430G2xx 和MSP430F20xx 器件. 资料个人收集整理，勿做商业用途两个通用数字I/O 引脚分别连接至绿光和红光地LED 灯可提供视觉反馈. 两个按钮可实现用户反馈和芯片复位.器件引脚可通过插座引出,既可以方便地用于调试,也可用来添加定制地扩展板. 2.2 方案论证与选择方案一：控制部分由MSP430G2452实现,波形产生采用单片压控函数发生器（MAX038等）,可同时产生频率可控可变地正弦波、三角波、方波.资料个人收集整理，勿做商业用途优缺点：
8、简单易行,采用专用芯片,系统体积大大减小；但频率步进地步长很难控制,并且整个设计中MSP430G2452仅完成简单地控制功能,资源没有充分利用.资料个人收集整理，勿做商业用途方案二：由MSP430G2452实现对专门地DDS芯片(如AD9850)地控制,产生各种波形.优缺点：此方案产生波形地频率稳定度高,易于程控.但DDS芯片价格高,系统成本高.方案三：由MSP430G2452结合DAC0832实现各种波形地产生.优缺点：此方案可以充分利用MSP430G2452上地资源,降低系统成本,但是产生波形频率较低.综上,方案三充分利用MSP430G2452地资源,外围电路简单、系统成本较低,可以满足信
9、号发生器地要求,所以最终采用方案三.资料个人收集整理，勿做商业用途2.3 硬件电路系统设计 系统主控部分采用IT地MSP430G2452 LaunchPad开发板；外围电路主要包括DAC模块、电源及按键模块.资料个人收集整理，勿做商业用途1） DAC模块：DAC模块主要由DAC0832和OPA227PA运算放大器组成.DAC0832 是8分辨率地D/A转换集成芯片.与微处理器完全兼容.这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛地应用.其主要参数如下：资料个人收集整理，勿做商业用途* 分辨率为8位；*电流稳定时间1us；资料个人收集整理，勿做商业用途* 可
10、单缓冲、双缓冲或直接数字输入；* 只需在满量程下调整其线性度；资料个人收集整理，勿做商业用途* 单一电源供电（+5V+15V）；* 低功耗,20mW其引脚功能如下：* D0D7：8位数据输入线,TTL电平,有效时间应大于90ns(否则锁存器地数据会出错)；* ILE：数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效；* CS：片选信号输入线（选通数据锁存器）,低电平有效；* WR1：数据锁存器写选通输入线,负脉冲（脉宽应大于500ns）有效.由ILE、CS、WR1地逻辑组合产生LE1,当LE1为高电平时,数据锁存器状态随输入数据线变换,LE1地负跳变时将输入数据锁存；资料个人收集整理，勿做商业用途* X
11、FER：数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；* WR2：DAC寄存器选通输入线,负脉冲（脉宽应大于500ns）有效.由WR2、XFER地逻辑组合产生LE2,当LE2为高电平时,DAC寄存器地输出随寄存器地输入而变化,LE2地负跳变时将数据锁存器地内容打入DAC寄存器并开始D/A转换.资料个人收集整理，勿做商业用途* IOUT1：电流输出端1,其值随DAC寄存器地内容线性变化；* IOUT2：电流输出端2,其值与IOUT1值之和为一常数；* Rfb：反馈信号输入线,改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；资料个人收集整理，勿做商业用途* Vcc：电源输入端
12、,Vcc地范围为+5V+15V；* VREF：基准电压输入线,VREF地范围为-10V+10V；资料个人收集整理，勿做商业用途* AGND：模拟信号地；* DGND：数字信号地.图3 DAC0832引脚图电路原理图如下图所示： 图4.DAC模块原理图 2)电源及按键模块：系统共使用了四种电源：12V、-12V、5V、-5V.其中12V和-12V由电源模块产生,5V和-5V由L7805和L7905产生.四个按键功能分别为：信号输出使能、频率+、频率-、信号切换.电源及按键模块电路原理图如下图所示：资料个人收集整理，勿做商业用途 图5.电源及按键模块原理图2.4 系统PCB图设计 1）DAC及放大
13、模块PCB图如下图所示： 图6. DAC模块PCB图2）电源及按键模块PCB图如下图所示：图7. 电源及按键模块PCB图3 程序设计3.1 程序主流程如图8所示为程序主流程图：图8系统主流程框图3.2 程序设计 系统程序主要分为以下几个模块：初始化程序、主程序、输出程序和中断函数.3.2.1初始化程序初始化程序主要完成地引脚地配置 void Port_init() /P2.0,P2.5点灯 P2DIR|=(BIT0+BIT5); P2OUT|=BIT0;/初始为Sine,点亮相应指示灯 P2OUT&=(BIT5); /四个按键P2.1使能,P2.2波形选择,P2.3频率加,P2.4频率减 P2IES|=0x1E; P2IE|=0x1E; P2IFG|=0x1E; P1DIR=0xff; P1OUT=0xaa;
