项目整理-----基于MSP430的SPWM实现（part one ）

　　MSP430系列单片机，在1996年，由美国德州仪器（TI）首先推向市场。该系列单片机是16位超低功耗、精简指令集的混合信号处理器。

　　笔者在所做的项目中曾要求基于MSP430G2253设计实现正弦波发生器。项目完成之后对基础部分的实现做了简单整理，归纳如下：

　　实现基本要求:　  -----MSP430PWM振荡器的信号经滤波处理，同时产生频率为10Hz的正弦波信号，运放放大后产生的信号波形无失真；

　　　　　　　　 ----运放上的滑变电阻器调节输出正弦波幅度，产生的信号波形无失真。

　　　　　　　　 ----正弦波频率可调,频率范围尽可能大；

　　　　　　　　 ----FLASH保存正弦信号的幅度，数字显示的电路由七段共阴数码管完成，测量误差不大于±5％。

　　　正弦波生成由看门狗定时，通过PWM及查表完成。

　　

　　（1）查表法产生正弦波：由MATLAB仿真生成码表：

　　图中半周期的采样点数决定了码表的大小，也直接影响着采样后得到正弦波的频率高低。

码表部分如下：

　　（2）周期确定： 看门狗定时

　　

　　改变count_time的值（1~999），即改变进入看门狗后产生一个sin曲线采样点的时间，就可以改变正弦波的周期。

  1 /*
  2  * ======== Standard MSP430 includes ========
  3  */
  4 #include <msp430.h>
  5 
  6 /*
  7  * ======== Grace related includes ========
  8  */
  9 #include <ti/mcu/msp430/csl/CSL.h>
 10 
 11 /*
 12  *  ======== main ========
 13  */
 14 #define uchar unsigned char
 15 #define uint unsigned int
 16 
 17 const uint sin_tab[256] = {128,131,134,137,141,144,147,150,153,156,159,
 18 162,165,168,171,174,177,180,183,186,188,191,194,196,199,202,204,
 19 207,209,212,214,216,219,221,223,225,227,229,231,233,234,236,238,
 20 239,241,242,244,245,246,247,249,250,250,251,252,253,254,254,255,
 21 255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,254,254,253,252,
 22 251,250,250,249,247,246,245,244,242,241,239,238,236,234,233,231,
 23 229,227,225,223,221,219,216,214,212,209,207,204,202,199,196,194,
 24 191,188,186,183,180,177,174,171,168,165,162,159,156,153,150,147,
 25 144,141,137,134,131,128,125,122,119,115,112,109,106,103,100,97,
 26 94,91,88,85,82,79,76,73,70,68,65,62,60,57,54,52,49,47,44,42,40,
 27 37,35,33,31,29,27,25,23,22,20,18,17,15,14,12,11,10,9,7,6,6,5,4,3
 28 ,2,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,2,2,3,4,5,6,6,7,9,10,11,12,14,15,
 29 17,18,20,22,23,25,27,29,31,33,35,37,40,42,44,47,49,52,54,57,60,62,
 30 65,68,70,73,76,79,82,85,88,91,94,97,100,103,106,109,112,115,119
 31 ,122,125};
 32 //uchar A0_flag = 0;    //TA0CCR1     标志位
 33 uint count = 0, i = 0, j = 0, x,y = 0;    //Dog 计数时间，决定sin周期，100次/4us出10hz；1次/4us出10khz；
 34 uint frequency = 10;        //sin frequency
 35 uint count_time = 100;        //count times
 36 uint temp_count[3] ={100};
 37 uint data_max = 0;        //AD
 38 uint data[128] = {0};
 39 uint volt_trans = 0,wei_1 = 0,wei_2 = 0, wei_3 = 0;                    //数码管显示
 40 uchar dis_flag = 0;                        //数码管显示标志位
 41 uint delay = 0;
 42 const uchar smg_tab[11] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x7F};    //数码管码表
 43 /* 0        1      2       3      4       5    6         7       8       9      .    */
 44 
 45 float volt = 0;
 46 void flash_erase(void);
 47 void flash_write(unsigned char volt_int);
 48 unsigned char flash_read(void);
 49 char *flash_ptr;
 50 
 51 int main(int argc, char *argv[])
 52 {
 53      CSL_init();
 54     ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC;
 55                     _EINT();
 56     return (0);
 57 }
 58 
 59 void TA0CCR1_ISR()
 60 {
 61 
 62 }
 63 void Dog_ISR()
 64 {
 65     count ++;
 66 
 67 if(count == count_time){
 68 
 69 if((P1IN&0x08)==0x00){
 70 
 71     while((P1IN&0x08) == 0x00);
 72             P1OUT ^= BIT0;
 73             dis_flag++;
 74             volt_trans = volt * 100;        //只显示3位
 75 //            flash_write(volt_trans);
 76 //            volt_trans = flash_read();
 77             wei_1 = volt_trans/100;
 78             wei_2 = volt_trans/10%10;
 79             wei_3 = volt_trans%10;
 80 //                flash_write(volt_trans);
 81             if(dis_flag%4 == 0){
 82                     P2OUT = smg_tab[wei_1];
 83             }
 84             if(dis_flag%4 == 1){
 85                     P2OUT = smg_tab[10];
 86             }
 87             if(dis_flag%4 == 2){
 88                     P2OUT = smg_tab[wei_2];
 89             }
 90             if(dis_flag%4 == 3){
 91                     P2OUT = smg_tab[wei_3];
 92             }
 93         }
 94 
 95             count  = 0;
 96         TA0CCR1 = sin_tab[++i];
 97         if(i == 255){
 98                 i = 0;
 99         }
100             IE1 &= ~WDTIE;
101     }
102 }

　　这样产生的正弦波实际是有bug的，通过调试会发现周期是没有办法在大范围内调节的。笔者分析认为用查表的方式而不是方波滤波来产生正弦波，产生的波形更好，并且只要前级（滤波—放大）电路线性度足够好，那么产生的正弦波基本不会有失真，频率调节范围也能够相应的加大。但是看门狗的中断时间是4us/per，sin值变化一次（即PWM波占空比变化一次）所需的时间大于此中断时间，这样无法达到先前计算的频率。

 由此提出改进措施：　　减少采样点数或直接用方波滤波产生正弦波；

改进效果：

小结：　　方波振荡电路产生的频率固然高于正弦波，但是其线性度无法与查表产生的正弦波相提并论，故退而求其次，采用查表法产生波形，同时减少采样点数。

posted @ 2013-03-02 09:15  Linux_fatboy  阅读(1433)  评论(0)    收藏  举报