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1、西安工程大学毕业论文（设计）毕业论文基于MSP430单片机的信号发生器设计摘 要随着科技的发展和现代科研的需要，信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线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
2、，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。本系统采用MSP430F149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幅值及频率，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。此方案的有点是电路原理比较简
3、单，实现起来比较容易。关键字:MSP430，信号发生器，LCD1602ABSTRACTWith the development of science and technology and modern scientific research needs, signal generator has become a lot of industry research test indispensable tools. Signal generator also called source or oscillators, in production practice and science and
4、technology has been widely used in the field. Various waveform curve all can by trigonometric function equation. Can produce various waveform, such as triangle wave, sawtooth wave, rectangle wave (including square wave), the circuit is called sine wave function signal generator. Function signal gene
5、rator in circuit experiment and test equipment in a very wide range of purposes. For example in communication, radio, and television systems, all need rf (high frequency) launch the rf waves, here is the carrier, audio (low frequency), video signals or pulse signal carry out, just need to be able to
6、 produce high-frequency vibe. In industry, agriculture, biomedical in fields, all need power or big or small, frequency or high or low oscillators. The system USES the microcontroller as control core, MSP430F149 USES singlechip built-in DA chip, through the keys to logical choice to interrupt the ou
7、tput 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 LCD1602.Waveform was developed through MSP430 microcontroller performs A waveform happen proc
8、edures to the D/A converter input according to certain rules, which occurred in data transform circuit D/A of the output voltage waveform obtained the corresponding. In learning board keypad MSP430 through software programming to select different waveform, amplitude voltage and frequency produces di
9、fferent according to different keys, the signal waveform. This scheme of have a little is circuit principle is simpler, achieve be easyKEY WORDS:msp430，signal generator，lcd1602I西安工程大学本科毕业设计（论文）前 言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
10、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，由此可见信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。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。1) 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1Hz80MHz，而输出幅度为10mVpp10Vp
11、p；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9kHz4GHz。2) 美国泰克生产的DTG5000 信号发生器的采样率达到最高3.35 Gb/s(数据)3) 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1Hz60MHz；4) 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1MHz1024MHz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，但是相信信号发生
12、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。 目 录第1章 概 述11.1 信号发生器设计背景11.2信号发生器的发展现状21.3本设计采用的研究方法和技术路线2第2章 芯片介绍42.1 MSP430单片机技术的发展特点及应用42.1.1MSP430单片机技术的发展特点42.1.2 单片机的应用62.1.3 MSP430F149单片机的引脚图72.2 LCD1602液晶显示器简介82.2.1LCD1602液晶显示器的引脚说明82.2.2寄存器选择控制表92.3 DAC5571简介92.3.1 DAC5571的引脚说明92.3.2 DAC5571的原理图及运算
13、方法10第3章 系统硬件设计113.1 基于MSP430F149信号发生器构成及工作原理113.2信号发生器的键盘电路113.3信号发生器的LCD1602显示模块123.3数模转换DAC5571电路133.4小结14第4章 系统软件设计154.1 信号发生器总流程图154.2 初始化程序流程图164.3 按键中断程序流程图164.4 波形产生程序流程图184.4.1 正弦波产生程序流程图184.4.2 方波产生程序流程图184.4.3 锯齿波产生程序流程图194.4.4 三角波产生程序流程图204.5 小结20结 论21致 谢22参考文献23附录一25附录二2659第1章 概 述1.1 信号发
14、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，由此可见信号发生器已经成为了很多行业进行研究测试不可或缺的工具。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线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
15、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、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。 （2）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。（3）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。（4）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。1.2信号发生器的发展现状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1Hz80MHz，而输出幅度为10mVpp10Vpp；该公司生产的8
