基于MSP430单片机的信号发生器设计-毕业论文.doc

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，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 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 generator 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 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 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 LCD1602.Waveform was developed through MSP430 microcontroller performs A waveform happen procedures 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 different 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，lcd1602III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10mVpp10Vpp；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附录二2661第1章 概 述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，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8648D射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达9kHz4GHz。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)。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。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。1.3本设计采用的研究方法和技术路线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、各种寄存器以及汇编语言，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单，实现起来比较容易。具体就是系统采用MSP430单片机为控制核心，利用单片机内置的AD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复制及频率，然后通过单片机控制显示到LCD1602上。本设计由检测模块、显示模块和控制模块组成，其中显示模块用LCD显示实现温度显示，控制模块通过单片机控制继电器来实现。第2章 芯片介绍2.1 MSP430单片机技术的发展特点及应用MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中1。2.1.1MSP430单片机技术的发展特点德州仪器1996年到2000年初，先后推出了31x、32x、33x等几个系列，这些系列具有LCD驱动模块，对提高系统的集成度较有利。每一系列有ROM 型（C）、OTP 型（P）、和 EPROM 型（E）等芯片。2000 年推出了11x/11x1系列。这个系列采用20脚封装，内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少，但是价格比较低廉。2000年7月推出了F13x/F14x 系列，在2001年7月到2002年又相继推出F41x、F43x、F44x。这些全部是 Flash 型单片机。2001年TI 公司又公布了BOOTSTRAP LOADER技术，利用它可在烧断熔丝以后只要几根线就可更改并运行内部的程序。这为系统软件的升级提供了又一方便的手段。BOOTSTRAP 具有很高的保密性，口令可达到 32个字节的长度1。1、处理能力强MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。2、运算速度快 MSP430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。3、超低功耗MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。首先，MSP430 系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V 电压。因而可使其在1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165A左右，RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1A。其次，独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL 和FLL+）时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器（32768Hz），也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功耗模式（LPM0LPM4）。在实时时钟模式下，可达2.5A ，在RAM 保持模式下，最低可达0.1A 。4、片内资源丰富MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（Timer_A0）、定时器A1（Timer_A1）、定时器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位- ADC、DMA、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器；16 位定时器（Timer_A 和 Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达 160 段；实现两路的 12 位 D/A 转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。5、方便高效的开发环境MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C 语言。2.1.2 单片机的应用MSP430单片机具有体积小，功耗低，易于产品化，面向控制，抗干扰能力强，适用温度范围宽，它广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1、在智能仪器仪表上的应用单片机的体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，使其广泛应用于仪器仪表中。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。2、在工业控制中的应用单片机可以方便的实现多机和分布式控制，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。3、在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，无所不在。4、在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 5、单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。2.1.3 MSP430F149单片机的引脚图MSP430F149单片机的引脚如图2-1所示。图2-1 MSP430F149单片机的引脚图2.2 LCD1602液晶显示器简介工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符（16列2行）。1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样2.2.1LCD1602液晶显示器的引脚说明LCD1602液晶显示器的引脚说明如表2-1所示。表2-1 LCD1602的引脚功能说明引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源（+5V）3V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。4RSRS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。7DB0低4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）8DB1低4位三态、 双向数据总线 1位9DB2低4位三态、 双向数据总线 2位10DB3低4位三态、 双向数据总线 3位11DB4高4位三态、 双向数据总线 4位12DB5高4位三态、 双向数据总线 5位13DB6高4位三态、 双向数据总线 6位14DB7高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光电源正极16BLK背光 电源负极2.2.2寄存器选择控制表控制寄存器的控制指令说明如表2-2所示。表2-2 控制寄存器的控制表RSR/W操作说明00写入指令寄存器（清除屏等）01读busy flag（DB7），以及读取位址计数器（DB0DB6）值10写入数据寄存器（显示各字型等）11从数据寄存器读取数据注：关于E=H脉冲开始时初始化E为0，然后置E为1，再清0。 busy flag（DB7）：在此位为被清除为0时，LCD将无法再处理其他的指令要求。2.3 DAC5571简介2.3.1 DAC5571的引脚说明DAC5571的引脚说明如表2-3所示。表2-3 DAC5571的引脚说明引脚名称描述1VOUT模拟输出电压2GND所有地面参考3VDD模拟供电电压输入4SDA串行数据输入5SCL串行时钟输入6A0设备地址选择2.3.2 DAC5571的原理图及运算方法DAC5571的原理图及运算方法分别如图2-2和图2-3所示。图2-2 DAC5571的工作原理图图2-3 DAC5571的工作运算方法第3章 系统硬件设计3.1 基于MSP430F149信号发生器构成及工作原理信号发生器电路主要由MSP430F149系统、键盘电路、LCD1602显示电路、DAC5571芯片、电源电路等组成。系统原理方框图如图3-1所示。显示电路键盘电路数模转换MSP430F149电 源 图3-1系统原理方框图系统工作原理：本系统采用MSP430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复制及频率，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。3.2信号发生器的键盘电路本系统所需要的键盘有8个，经过分析觉得使用独立式键盘更为合适，但是手上有现有的4*4矩阵键盘，因此使用了4*4矩阵键盘。连接电路如图3-2所示。图3-2 键盘模块电路现在具体分析键盘的工作原理：键盘初始化使得单片机P1的P1.0P1.3设置为输入状态, P1.4P1.7设置为输出状态，然后令P1.4P1.7输出低电平，P1.0P1.3下降沿触发中断，并开中断。进入中断子程序后进行扫描并获得键值，最后根据按键的不同分别跳到对应的子程序中。在扫描的子程序中，当在P1.7管脚上输出低电平，并且行线的其他管脚上输出高电平时，如果“K1”键被按下，则P1.0为低电平；如果“K2”键被按下，则P1.1为低电平；如果“K3”键被按下，则P1.2为低电平；如果“K4”键被按下，则P1.3为低电平。通过设置一条行线的输出就可以获取列线上的相应状态，从而获得键盘输入的值。同理，依次在其他列线上输出低电平，就可以获取其他键的输入值。通过这样的扫描方式，可以实现键盘的输入。3.3信号发生器的LCD1602显示模块LCD1602液晶显示器的电路图如图3-2所示。本电路的功能是显示当前输出的波形及该波形的幅值及频率。指令集如表3-1所示。表3-1 LCD1602的控制指令集写指令38H对1602进行复位操作写指令08H对1602进行显示关闭操作写指令01H对1602进行显示清屏操作写指令06H写字符时整体不移动写指令0cH显示开，不开游标，不闪烁图3-2 LCD1602电路图3.3数模转换DAC5571电路本DAC5571实现单片机的数字信号转换成模拟信号并输出，电路图如图3-3所示。图3-3 DAC5571电路图3.4小结本章在上一章的基础上，结合MSP430单片机信号发生器的基本功能介绍了它的工作流程、硬件组成和工作原理，设计了键盘电路、LCD1602显示电路、DAC5571芯片等，各电路根据需要连接到MSP430F149单片机的接口上，就构成了一个功能强大的基于MSP430单片机的信号发生器设计。第4章 系统软件设计信号发生器的顺利工作，需要合适的软件来协调系统的各个硬件组成部分，根据信号发生器系统的工作需要来工作，从而达到特定的功能。本章主要设计信号发生器系统的各个硬件组成部分的程序流程图。4.1 信号发生器总流程图系统总程序流程图如图4-1所示。系统初始化后，当有按键按下是就会产生按键中断，然后按键扫描获得键值并根据键值跳转到不同的子程序，产生不同的波形。图4-1 信号发生器的程序总流程图4.2 初始化程序流程图初始化程序流程图如图4-2所示。进入初始化阶段，信号发生器的各个部分依次初始化，为后期的程序执行做好准备。图4-2 初始化程序流程图4.3 按键中断程序流程图按键中断程序流程图如图4-3所示。当有按键按下是就会产生按键中断，然后按键扫描获得键值并根据键值跳转到不同的子程序，产生不同的波形。图4-3 按键中断程序流程图4.4 波形产生程序流程图4.4.1 正弦波产生程序流程图本程序的波形产生原理是将一个波形周期分割成n等份，每加上一个偏移量然后对输出量求正弦值，并写到DAC5571中，原理图如图4-4所示。图4-4 正弦波程序流程图4.4.2 方波产生程序流程图方波的产生程序是根据波形的频率要求计算出每次幅值跃变的时间，等到定时器A的计时时间到时进入中断进行一次跃变，流程图如图4-5所示。图4-5 方波程序流程图4.4.3 锯齿波产生程序流程图锯齿波的产生程序根据波形的频率要求计算出每次幅值变化的时间，等到定时器A的计时时间到时进入中断进行一次增值，如图4-6所示。图4-6 锯齿波程序流程图4.4.4 三角波产生程序流程图三角波的产生程序跟锯齿波的产生程序是同一个原理，根据波形的频率要求计算出每次幅值变化的时间，等到定时器A的计时时间到时进入中断进行一次增值另设一个计数变量，用于判断幅值增减的分割点，流程图如图4-7所示。图4-7 三角波程序流程图4.5 小结本章首先设计了信号发生器系统程序的总流程图，并在系统程序的总流程图的框架下有序地设计了初始化程序流程图、按键中断程序流程图、正弦波程序流程图、方波程序流程图、锯齿波程序流程图及三角波程序流程图，并就各个部分的主要功能作了进一步的介绍和说明。结 论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。 本文主要介绍了信号发生器的硬件电路结构及其中的原理。所设计的信号发生器可以产生正弦波、方波、锯齿波、三角波以及每种波形的幅值及频率的增减功能。信号发生器的产生的波形幅值有三种选择（1V、2V、3V），频率有两种选择（10HZ、20HZ），结合所用的MSP430F149芯片，具有低功耗的特点。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单，实现起来比较容易。随着信号发生器信号整合相关技术的不断完善，数字化、智能化、小型化的信号发生器必将为各领域的科学研究带来极大的便利，信号发生器的发展前景也必将更加广阔。致 谢短短的四年大学生活，给我提供了一个宝贵的完善自我的学习机会。在大学里学到的知识和能力将使我受益终身。我衷心感谢西安工程大学这一培育人才的沃土，衷心感谢在这片希望的土地上辛勤耕耘的园丁们，是他们的热情关怀和无私帮助使我顺利度过了这一段人生最美好、最具有意义的时光！毕业设计能够顺利的完成，首先要衷心的感谢指导老师景军锋老师，本篇论文正是在他的悉心指导下才得以完成的。他细致地指导，使我在大学的最后时光中，还能够学到对我今后工作很有用的东西，他不惜平时自己休息的时间来给我们上课，在课上学到了很多关于单片机应用的知识，更重要的是，我学到了许多利用单片机解决问题的方法，这对我来说是受益匪浅的。最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。参考文献1 2 MSP430x1xx Family Users Guide3 MSP430F13x14x14x1 Device Erratasheet4 MSP430x13x, MSP430x14x, MSP430x14x1 Mixed Signal Microcontro5 张唏，王德银，张晟MSP430系列单片机实用c语言程序设计M北京：人民邮电出版社，20056 沈建华，杨艳琴MSP430系列16化超低功耗单片机原理与应用M北京：清华大学出版社，20047 李智奇，白小平，陈晓龙，樊晓红MSP430系统超低功耗单片机原理与系统设计M西安电子科技大学出版社，20088 赵宏亮一种实用任意波形信号发生器的设计J仪表技术，2008(2)：14189 清华大学电子学教研组编，阎石主编数字电子技术基础M5版北京：高等教育出版社，200610 何立民单片机应用技术选编M北京：北京航空航天大学出版社，200611 许胜辉程控波形发生器的研究J武汉职业技术学院学报，2007(5)：919312 蒋小华，吴名欢，王文成单片机波形发生器的设计J桂林航天工业高等专科学校学报2008(2)：5013 何立民单片机应用技术设计系统配置与接口技术M北京：北京航空航天大学出版社，199514 蒋力培单片机微机系统使用教程M北京：机械工业出版社，200415 胡大可MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用M北京：北京航空航天大学出版社，200116 周航慈单片机程序设计基础M北京：北京航空航天大学出版社，200317 杨泽民，刘培兴，王永丹，等液晶显示器原理与应用M沈阳：东北工学院出版社，200218 刘光斌，刘冬，姚志成单片机系统使用抗干扰技术M北京：人民邮电出版社，200319 吴少军实用低功耗设计原理、器件与应用M北京：人民邮电出版社，200320 魏小龙MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例M北京：北京航空航天大学出版社，200221 胡大可MSP430系列单片机C语言程序设计与开发M北京：北京航空航天大学出版社，200122 林凌新型单片机接口期间与技术M西安：西安电子科技大学出版社，2005附录一一、 硬件电路图附录二一、 参考程序#include #include #include BoardConfig.h#define uchar unsigned char/*显示模块的定义*/#define DataDir P4DIR#define DataPort P4OUT#define Busy 0x80#define CtrlDir P3DIR#define CLR_RS P3OUT &= BIT0; /RS = P3.0#define SET_RS P3OUT |= BIT0;#define CLR_RW P3OUT