基于MSP430單片機的信號源設計

李雪平 覃章健 王欣穎

【摘要】 通信系統中需要高頻發射無線電波、視頻信號或脈沖信號調制的載波；工農業等領域，如高頻感應加熱、熔化、淬火、超聲和磁共振成像，需要強度和頻率不同信號源。MSP430F149單片機為控制核心，利用內置DAC芯片，合理選擇需要的輸出波形。

【關鍵字】 信號源 MSP430F149 DAC LCD1602

一、概 述

1.1 信號發生器設計背景及意義

通信和雷達技術的快速發展，使信號發生器開始的定性分析發展到定量分析，再到可以使用測試設備、脈沖電路或脈沖調制、脈沖發生器。它的多種高性能儀器支持技術，可提供高品質的精密信號源和掃描源代碼，極大地簡化了檢測相應的系統程序，降低測試成本，大大提高檢測精度。

1.2 本設計采用的研究方法和技術路線

波形的產生是通過MSP430單片機執行某一波形發生程序，向D/A轉換器的輸入端按一定的規律發生數據，從而在D/A轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形。本設計由檢測模塊、顯示模塊和控制模塊三大模塊組成，在MSP430F149學習板的鍵盤按鍵，通過軟件編程來邏輯選擇各種波形、幅值電壓和頻率，按不同按鍵產生不同波形的信號，最后顯示在LCD1602 液晶顯示器上，而控制模塊通過單片機控制繼電器來實現。此方案的優點是電路原理比較簡單，連接電路比較方便，實現起來比較容易。

二、系統硬件設計

2.1 基于MSP430F149信號源構成

基于MSP430單片機的信號發生器設計，可根據需要連接到MSP430F149單片機接口，電路主要由單片機系統、鍵盤電路、LCD1602顯示電路、DAC5571芯片、電源電路構成。

2.2系統工作原理

本系統采用MSP430單片機為控制核心，利用內置DAC輸出波形，由邏輯選擇控制按鍵中斷，設置幅值按鈕和頻率按鈕來控制其波形的幅度和頻率，通過單片機控制LCD1602實現波形顯示。MSP430學習板的鍵盤按鍵，通過軟件編程來選擇不同的波形，電壓信號波形的振幅和頻率，按不同的鍵輸出波形不同。結合MSP430單片機信號發生器的基本功能介紹它的工作流程、硬件組成和工作原理，設計鍵盤電路、LCD1602顯示電路、DAC5571芯片等，各電路根據需要連接到MSP430F149單片機的接口上，就構成了一個功能強大的基于MSP430單片機的信號源設計。

三、系統軟件設計

信號源的順利工作，需要合適的軟件來協調系統的各個硬件組成部分，根據信號發生器系統的工作需要來工作，從而達到特定的功能。本系統就是采用IAR軟件完成各種編譯與調試，然后再把編譯調試好的程序下載在MSP430F149單片機里以完成各種信號的產生與控制，再通過DA轉換后輸出。通過按鍵控制來選擇產生不同的波形（如正弦波、方波、三角波、鋸齒波），產生的波形通過數模轉換器轉換成模擬信號在LCD液晶顯示屏上顯示出來，也可以通過按鍵來調節波形的頻率和幅值。系統初始化成功后，當發現有按鍵按下，就會馬上產生按鍵中斷，然后經過按鍵掃描獲得鍵值并根據鍵值跳轉到不同的子程序，最后產生不同的波形。

四、設計的成果與分析

本文基于MSP430單片機的信號源主要介紹了信號發生器的硬件電路結構和軟件設計二者包含的原理，所設計的信號發生器可以產生正弦波、方波、鋸齒波、三角波以及相對應波形的幅值及頻率的增加減少功能。信號發生器的產生的波形幅值2V，頻率10HZ，結合所用的MSP430F149芯片，具有低功耗的特點設置而成。波形的產生是通過MSP430單片機執行某一波形發生程序，向D/A轉換器的輸入端按一定的規律發生數據，從而在D/A轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形。在MSP430學習板的鍵盤按鍵，通過軟件編程來選擇各種波形，按不同按鍵產生不同波形的信號。此方案的有點是電路原理比較簡單，實現起來比較容易。

五、結論

無論在電子通信行業，還是控制領域或者信號分析等領域中，信號發生器日益發生重要的作用，逐步成為不可或缺的研究測試工具隨著信號發生器信號整合相關技術的不斷完善，數字化、智能化、小型化的信號發生器必將為各領域的科學研究帶來極大的便利，信號發生器的發展前景也必將更加廣闊。

參 考 文 獻

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