電子工程學(xué)院創(chuàng)新項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告

項(xiàng)目名稱：基于單片機(jī)的簡(jiǎn)單函數(shù)波形發(fā)生器的設(shè)計(jì). 項(xiàng)目成員：

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX .

項(xiàng)目聯(lián)系人： 所在班級(jí)： 結(jié)題日期：

XXX .

XXXXXXXXXXXX . 2011年5月15日星期日 .

電子工程學(xué)院 二○一○年六月制

電子工程學(xué)院創(chuàng)新項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告

項(xiàng)目編號(hào)： 填表日期：2011年05 月 15 日

以下內(nèi)容由學(xué)生填寫 項(xiàng)目名稱：基于單片機(jī)的簡(jiǎn)單函數(shù)波形項(xiàng)目來源： √□學(xué)院發(fā)布 □學(xué)生自發(fā)生器的設(shè)計(jì) 項(xiàng)目時(shí)間 擬 2010 年 06 月 至 2011 年 5 月 項(xiàng)目組成員：（按工作量排序） 姓名 XXX XXX XXX 學(xué)號(hào) 電話 主要負(fù)責(zé)內(nèi)容 硬件設(shè)計(jì)及制作 軟件設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)及論證 主要內(nèi)容 總結(jié)報(bào)告 1、項(xiàng)目總體情況介紹 制作出的實(shí)物可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸出PWM波并占空比可調(diào)，能夠輸出變化的直流點(diǎn)評(píng)；實(shí)現(xiàn)三角波及鋸齒的輸出；實(shí)現(xiàn)正弦波輸出；實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)功率放大，項(xiàng)目總體是成功的。 總結(jié)報(bào)告 2、項(xiàng)目中采取的主要技術(shù)手段和方法，取得的重要成果 通過改變單片機(jī)輸出高低電平持續(xù)時(shí)間（可由定時(shí)器或軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)），即可輸出占空比可調(diào)的PWM波。經(jīng)過有源低通濾波器，PWM波中的高頻成分將被濾去，從而實(shí)現(xiàn)直流電平輸出。這也是一種新興簡(jiǎn)易DA的實(shí)現(xiàn)原理。 利用DA不斷改變輸出電壓，就能獲得呈階梯狀起伏的波形。當(dāng)持續(xù)時(shí)間足夠短，階梯足夠多的時(shí)候，階梯變化就可以忽略，輸出就會(huì)是所需的平滑波形。在本設(shè)計(jì)中，利用PWM波通過低通濾波器的方式代替實(shí)際DA，通過不斷改變占空比即可實(shí)現(xiàn)波形輸出。 經(jīng)過細(xì)致的分析，我們將重點(diǎn)放在了PWM頻率及占空比控制部分。我們已經(jīng)知道電壓的變化依賴于PWM波占空 比的變化。要實(shí)現(xiàn)鋸齒波及三角波的輸出，只需PWM波的占空比按線性變化即可，然而要實(shí)現(xiàn)正弦波的輸出，PWM波的占空比為非線性變化，須建立正弦表從而保證波形不失真。 濾波器的設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，為了保證能將高頻分量濾去，而又不至于使輸出波形失真。濾波器的各個(gè)參數(shù)都要認(rèn)真計(jì)算。 實(shí)物滿足預(yù)期要求。 整體電路圖及其參數(shù) 電源圖及其參數(shù) 試驗(yàn)程序： #include void delay(unsigned int nMs); unsigned char waveform; long PWM_fre,sample; unsigned char sin_tab[]={ 0x3F,0x42,0x45,0x48,0x4B,0x4E,0x51,0x,0x57,0x5A,0x5D,0x60,0x62,0x65,0x67,0x6A ,0x6C,0x6E,0x70,0x72,0x74,0x75,0x77,0x78,0x7A,0x7B,0x7C,0x7D,0x7D,0x7E,0x7E,0x7E ,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7D,0x7D,0x7C,0x7B,0x7A,0x78,0x77,0x75,0x74,0x72,0x70,0x6E ,0x6C,0x6A,0x67,0x65,0x62,0x60,0x5D,0x5A,0x57,0x,0x51,0x4E,0x4B,0x48,0x45,0x42 ,0x3F,0x3C,0x39,0x36,0x33,0x30,0x2D,0x2A,0x27,0x24,0x21,0x1E,0x1C,0x19,0x17,0x14 ,0x12,0x10,0x0E,0x0C,0x0A,0x09,0x07,0x06,0x04,0x03,0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x04,0x06,0x07,0x09,0x0A,0x0C,0x0E,0x10 ,0x12,0x14,0x17,0x19,0x1C,0x1E,0x21,0x24,0x27,0x2A,0x2D,0x30,0x33,0x36,0x39,0x3C }; void main(void) { volatile unsigned int i; WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT FLL_CTL0 |= XCAP18PF; // Set load capacitance FLL_CTL1 &= ~XT2OFF; // Turn on XT2 // Loop until 32kHz crystal stabilizes do { IFG1 &= ~OFIFG; // Clear oscillator fault flag for (i = 50000; i; i--); // Delay } while (IFG1 & OFIFG); // Test osc fault flag FLL_CTL1 = SELS; // Select SMCLK source as XT2CLK P1DIR = 0xF8; P1IFG = 0x00; //clear all interrupt flags //Each PxIES bit selects the interrupt edge for the corresponding I/O pin. P1IES = 0x07; //Bit = 1: The PxIFGx flag is set with a high-to-low transition P1IE = 0x07; //enable interrupt P2DIR |= 0x01; // P2.0 output P2SEL |= 0x01; // P2.0 TA2 option waveform = 1; PWM_fre = 250; sample = 32; TACCR0 = PWM_fre; // PWM Period/2 TACCTL2 = OUTMOD_6; // TACCR2 toggle/set switch(waveform) { case 1: TACCR2 = sin_tab[sample]*PWM_fre/128; // TACCR2 PWM duty cycle break; case 2: TACCR2 = sample*PWM_fre/128; break; case 3: TACCR2 = sample*2*PWM_fre/128; break; default: break; }; TACTL = TAIE + TASSEL_2 + MC_1; // SMCLK, up-down mode _EINT(); _BIS_SR(CPUOFF); // Enter LPM0 } //定時(shí)器A中斷服務(wù)子程序 #pragma vector=TIMERA1_VECTOR __interrupt void Timer_A (void) { switch(waveform) { case 1: if(sample<=126) { sample = sample + 1; TACCR2 = sin_tab[sample]*PWM_fre/128; } else { sample = 0; TACCR2 = sin_tab[sample]*PWM_fre/128; }; break; case 2: if(sample<=126) { sample = sample + 1; TACCR2 = sample*PWM_fre/128; } else { sample = 0; TACCR2 = sample*PWM_fre/128; }; break; case 3: if(sample <= 62) { sample = sample + 1; TACCR2 = sample*2*PWM_fre/128; } else if(sample <= 126) { sample = sample + 1; TACCR2 = (127-sample)*2*PWM_fre/128; } else { sample = 0; TACCR2 = sample*PWM_fre/127; }; break; default: break; }; _NOP(); } //中斷按鍵 #pragma vector=PORT1_VECTOR __interrupt void key(void) { __disable_interrupt(); P1IFG=0x00; //清除所有的中斷標(biāo)志 delay(10); if(P1IN&0x07!=0x07) switch(P1IN&0x07) { case 0x06: if(waveform == 3) waveform = 1; else waveform = waveform + 1; break; case 0x05: if(PWM_fre <= 6125) PWM_fre = PWM_fre + 125; delay(500); while(P1IN&0x07 == 0x05 && PWM_fre <= 6125) PWM_fre = PWM_fre + 125; break; case 0x03: if(PWM_fre >= 250) PWM_fre = PWM_fre - 125; while(P1IN&0x07 == 0x03 && PWM_fre >= 250) delay(500); while(P1IN&0x07 == 0x03 && PWM_fre >= 250) PWM_fre = PWM_fre - 125; break; default: break; }; delay(10); P1IFG=0x00; //清除所有的中斷標(biāo)志 TACCR0 = PWM_fre; __enable_interrupt(); } //******延時(shí)n 毫秒(ms)*********************************** void delay(unsigned int nMs) { unsigned int i,j; for(i=nMs;i>0;i--) for(j=2000;j>0;j--); } 3、項(xiàng)目組成員各自的工作和貢獻(xiàn) xxx：硬件設(shè)計(jì)及制作 低通濾波器部分采用OP07搭建，作為通用放大器OP07可以方便的實(shí)現(xiàn)濾波器的設(shè)計(jì)。通用OP07的最大輸出電流為±10mA左右，難以滿足作為函數(shù)發(fā)生器的要求。因此，XXX還設(shè)計(jì)一個(gè)功率放大模塊。考慮到輸出頻率較低，采用滿足要求的普通推挽射極跟隨器。 xxx：軟件設(shè)計(jì) 項(xiàng)目采用MSP430作為主控制芯片，通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)占空比連續(xù)變化的PWM波輸出。XXX利用他精通的編程能力完成了MSP430占空比可變的PWM波程序 xxx：方案設(shè)計(jì)及論證 由于采用PWM的方式設(shè)計(jì)函數(shù)發(fā)生器并不流行，現(xiàn)成的資料并不多，因此為了保證設(shè)計(jì)方案的可行性以及可靠性，充足的理論分析是必不可少的。XXX收集了盡可能多的資料，例如用PWM實(shí)現(xiàn)正弦波的DDS方法，確保了方案的可行性 4、工作總結(jié) 在這次波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)中，每位成員都盡職盡責(zé)，積極進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)和程序的編寫，碰到問題大家都積極在一起進(jìn)行討論、主動(dòng)查找資料，最終在我們3位同學(xué)的協(xié)同工作下成功實(shí)現(xiàn)了波形發(fā)生器的功能，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。這個(gè)項(xiàng)目的成功完成離不開我們3位同學(xué)的齊心協(xié)力，由于大家對(duì)方案的設(shè)計(jì)、流程、原理都比較熟悉、所以對(duì)設(shè)計(jì)過程中問題的解決都比較及時(shí)，最終按時(shí)，成功地完成了該項(xiàng)目。通過這次電子工程學(xué)院舉辦的創(chuàng)新項(xiàng)目，我們不僅熟悉了一個(gè)項(xiàng)目的完整流程，而且對(duì)掌握16位單片機(jī)MSP430的軟件設(shè)計(jì)流程，能夠用MSP430輸出占空比可調(diào)PWM波。能夠通過有源低通濾波器將輸出PWM波轉(zhuǎn)換成直流電平，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成鋸齒波、三角波輸出。 通過此次設(shè)計(jì)與制作，將所學(xué)理論知識(shí)良好地運(yùn)用于實(shí)踐之中。單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)過程能夠加深對(duì)C語言的理解與應(yīng)用：有源低通濾波器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用能夠?qū)ⅰ峨娐贩治龌A(chǔ)》與《模擬電路分析》中的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐之中。 這次項(xiàng)目經(jīng)歷讓我們受益匪淺，同時(shí)也為我們以后的科研工作和項(xiàng)目實(shí)施積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 以下內(nèi)容由專家組填寫 評(píng) 審綜合評(píng)定： 情組長(zhǎng)簽名 況 年 月 日 成 姓名:xxx 績(jī) 姓名：xxx 姓名：xxx 姓名：

說明：1、本表由學(xué)生、驗(yàn)收專家如實(shí)填寫；

2、學(xué)院教務(wù)科匯總后，與有關(guān)論文、成果實(shí)物及其證明材料等一起備案。 3、專家組以答辯會(huì)的形式，根據(jù)項(xiàng)目組提交的報(bào)告及成果實(shí)物對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審