單片機(jī)產(chǎn)生正弦波

...wd......wd......wd...單片機(jī)產(chǎn)生正弦波一要求采用單片機(jī)map430g2553和運(yùn)算放大器lmv358產(chǎn)生正弦波，周期1秒。二思路可通過(guò)單片機(jī)產(chǎn)生PWM，調(diào)節(jié)參數(shù)存放器的值，產(chǎn)生不同占空比的PWM信號(hào)。假設(shè)占空比的變化規(guī)律是正弦的，則濾波后可得到所需正弦波形。其中，PWM〔PulseWidthModulation〕控制——脈沖寬度調(diào)制技術(shù)是通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)展調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要波形〔含形狀和幅值〕。圖1為用PWM波代替正弦半波的例子?！矄纹瑱C(jī)輸出圖1b，濾波后得到圖1a〕圖1用PWM波代替正弦半波三實(shí)踐1PWM周期計(jì)算 正弦波周期1秒，需要采用多少個(gè)周期的PWM信號(hào)去表示數(shù)目過(guò)少，則波形不完整〔極端狀況只有1個(gè)周期的PWM〕；數(shù)目過(guò)多，則增加了單片機(jī)的計(jì)算量，并對(duì)速度有要求。這里取N=200個(gè)。 則PWM信號(hào)的周期為T(mén)=1/200秒=5毫秒。2PWM參數(shù)計(jì)算PWM由定時(shí)器TimerA產(chǎn)生，參數(shù)主要包括：定時(shí)器時(shí)鐘，周期計(jì)數(shù)，高電平計(jì)數(shù)三個(gè)。定時(shí)器時(shí)鐘：定時(shí)器時(shí)鐘來(lái)源有4個(gè)，兩個(gè)內(nèi)部的〔輔助時(shí)鐘ACLK、子系統(tǒng)主時(shí)鐘SMCLK〕，兩個(gè)外部的。這里采用內(nèi)部時(shí)鐘。沒(méi)有外部晶體時(shí)，ACLK由內(nèi)部時(shí)鐘源VLOCLK〔低頻時(shí)鐘源，12K赫茲〕產(chǎn)生，SMCLK由內(nèi)部數(shù)字時(shí)鐘DCOCLK〔默認(rèn)1M赫茲〕產(chǎn)生。這里建議采用較高頻率的。局部代碼如下：BCSCTL1|=DIVA_0; //ACLK=VLOBCSCTL2|=SELM_0+DIVM_0+DIVS_0;//MCLK=DCO,SMCLK=DCO//ConfigureTimerATACTL=TASSEL1+MC_1;//Source:SMCLK,UPmode其中，ACLK可配置成VLOCLK的1,2,4,8分頻，這里設(shè)置為1分頻，即ACLK=VLO；第二行中，SELM_0的作用是選擇MCLK的時(shí)鐘源為DCOCLK，DIVM_0設(shè)置為MCLK=DCO，DIVS_0設(shè)置為SMCLK=DCO〔默認(rèn)時(shí)鐘源〕。TASSEL1將定時(shí)器時(shí)鐘設(shè)置為SMCLK〔假設(shè)為T(mén)ASSEL0則選擇ACLK〕，且未分頻。模式選擇MC_1為上升模式。采用上述方法設(shè)置定時(shí)器時(shí)鐘=SMCLK=DCO=1M赫茲。周期計(jì)數(shù)：上升模式說(shuō)明定時(shí)器由0遞增到一個(gè)上限值CCR0。CCR0需設(shè)置。因?yàn)橹芷赥=1/200秒，而定時(shí)器時(shí)鐘=SMCLK=DCO=1M赫茲，定時(shí)器周期t=1微秒，所以CCR0=T/t=5000，即5毫秒。高電平計(jì)數(shù)：定時(shí)器由0遞增到一個(gè)上限值CCR0過(guò)程中，需設(shè)置脈寬CCR1。并且K=CCR1/CCR0的數(shù)值每個(gè)周期〔5毫秒〕都變化一次，變化趨勢(shì)滿(mǎn)足正弦變化，200個(gè)5毫秒構(gòu)成一個(gè)正弦變化周期。 為獲得CCR1值，在matlab中輸入：t=0:pi/100:2*pi;k=(sin(t)+1)/2;CCR1=round(4999*k);可獲得201個(gè)CCR1值。上式中，第一行設(shè)置了201個(gè)數(shù)，均勻分布在0-2pi之間，第一個(gè)和最后一個(gè)分別對(duì)應(yīng)0弧度和2pi弧度；第二行計(jì)算201個(gè)正弦值，偏置為0.5，全幅度為1的正弦波幅度，如圖2所示：圖2偏置為0.5，全幅度為1的正弦波幅度 第三行計(jì)算CCR1值，為k與CCR0〔這里是5000〕的乘積，并取了四舍五入〔round函數(shù)〕。為將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，便于單片機(jī)編程，在matlab中添加：fid=fopen('exp.txt','w');fprintf(fid,'%d,',CCR1);fclose(fid); 則在matlab工作目錄中生成了帶逗號(hào)的連續(xù)CCR1值。復(fù)制到程序中，定義一個(gè)數(shù)組temp[200],其數(shù)值為matlab生成的數(shù)值。3PWM實(shí)現(xiàn)流程程序包含兩個(gè)中斷，一個(gè)是定時(shí)器到達(dá)上限CCR0〔這里是4999〕時(shí)發(fā)出中斷，并在中斷服務(wù)程序中將輸出置1，另一個(gè)是到達(dá)中間值CCR1〔0至4999〕時(shí)發(fā)出中斷，并在中斷服務(wù)程序中將輸出置0。考慮到同時(shí)發(fā)出中斷時(shí)，會(huì)有中斷嵌套問(wèn)題、以及優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，所以在當(dāng)CCR1需置為4999時(shí)，手動(dòng)置為4998。軟件流程如圖3所示。圖3軟件流程圖 程序?yàn)椋?/******************************************************************************//LaunchPadLab4-TimerToggleP1.6,////MSP430G2553//-----------------///|\|XIN|-//|||//--|RSTXOUT|-//||//|P1.6|-->LED////******************************************************************************#include<msp430g2553.h>shorttemp[200]={2500,2578,2656,2735,2813,2891,2968,3045,3121,3197,3272,3346,3420, 3492,3564,3634,3704,3772,3839,3904,3969,4031,4093,4152,4211,4267,4322,4374, 4425,4474,4522,4567,4610,4651,4690,4727,4761,4793,4823,4851,4877,4900,4920, 4939,4955,4968,4979,4988,4994,4998,4999,4998,4994,4988,4979,4968,4955,4939, 4920,4900,4877,4851,4823,4793,4761,4727,4690,4651,4610,4567,4522,4474,4425, 4374,4322,4267,4211,4152,4093,4031,3969,3904,3839,3772,3704,3634,3564,3492, 3420,3346,3272,3197,3121,3045,2968,2891,2813,2735,2656,2578,2500,2421,2343, 2264,2186,2108,2031,1954,1878,1802,1727,1653,1579,1507,1435,1365,1295,1227, 1160,1095,1030,968,906,847,788,732,677,625,574,525,477,432,389,348,309,272, 238,206,176,148,122,99,79,60,44,31,20,11,5,1,0,1,5,11,20,31,44,60,79,99,122, 148,176,206,238,272,309,348,389,432,477,525,574,625,677,732,788,847,906,968, 1030,1095,1160,1227,1295,1365,1435,1507,1579,1653,1727,1802,1878,1954,2031, 2108,2186,2264,2343,2421};inti=0;voidmain(void){ WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//Stopwatchdogtimerif(CALBC1_1MHZ==0xFF||CALDCO_1MHZ==0xFF) {while(1); //Ifcalibrationconstantserased,trapCPU!! } BCSCTL1=CALBC1_1MHZ; //Setrange DCOCTL=CALDCO_1MHZ; //SetDCOstep+modulation BCSCTL3|=LFXT1S_2;//LFXT1=VLO P1DIR=0x40;//P1.6output(greenLED) P1OUT=0;//LEDoff IFG1&=~OFIFG;//ClearOSCFaultflag BCSCTL1|=DIVA_0; //ACLK=VLO BCSCTL2|=SELM_0+DIVM_0+DIVS_0;//MCLK=DCO,SMCLK=DCO//ConfigureTimerA TACTL=TASSEL1+MC_1;//Source:ACLK,UPmodeCCR0=5000; //Timercount5100 CCR1=2500; //Timercount100 CCTL0=CCIE; //CCR0interruptenabled CCTL1=CCIE; //CCR1interruptenabled _BIS_SR(GIE);for(;;);}//TimerA0interruptserviceroutine#pragmavector=TIMER0_A0_VECTOR__interruptvoidTimer_A0(void){ P1OUT|=BIT6;//P1.6outputHighif(i==199) { i=0; }else { i++; }if(temp[i]==4999) { CCR1=4998; }else { CCR1=temp[i]; }}//TimerA1InterruptVector(TA0IV)handler#pragmavector=TIMER0_A1_VECTOR__interruptvoidTimer_A1(void){switch(TA0IV) {case2:P1OUT&=~BIT6;//P1.6outputLowbreak;case10:break;}}4輸出濾波 輸出運(yùn)放采用lmv358。其管腳如以下列圖4所示：圖4358管腳示意圖采用壓控電壓源二階低通濾波電路?！矃⒖肌赌M電子技術(shù)根基》，第三版，童詩(shī)白、華成英主編，7.4.2節(jié)，352頁(yè)〕。其電路圖如圖