實現(xiàn)電路 - 基于MSP430 Timer_B的D/A轉(zhuǎn)換及C語言源程序

用Timer_B PWM實現(xiàn)DAC外圍電路比較簡單，如圖3所示。實際上外圍電路就是晶振電路和RC低通濾波器。

圖3 MSP430F449實現(xiàn)D/A電路圖

3.1 正弦信號的產(chǎn)生

在這個例子中，一個正弦波用32個抽樣值生成。正弦波的頻率為200Hz，所以每秒要抽樣200×32=6400次，也就是說=6.4KHz。每完成一次抽樣要計數(shù)28，所以所需的時鐘頻率為。抽樣值包含在程序開始的一個正弦表中，通過調(diào)用中斷函數(shù)，在每個PWM周期結(jié)束時，將新的正弦波抽樣值載入捕獲/比較寄存器CCR1中。因此產(chǎn)生的PWM信號的脈沖寬度就決定了正弦波在每一個時刻的抽樣值，將這個PWM信號經(jīng)過低通濾波，即得所需的正弦波。

3.2 直流電平的產(chǎn)生

直流電平產(chǎn)生比較簡單，因為它對應(yīng)的PWM占空比是一定的。直流電平直接正比于PWM信號的占空比。要產(chǎn)生0.5VCC的直流電平，PWM的占空比顯然是50%（考慮到損耗，實際應(yīng)大一些）。只需要簡單地將CCR2的值設(shè)置為128，并且無須變化就可以得到50%占空比的PWM信號。將得到的PWM信號通過RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行低通濾波，即可得到0.5VCC的直流電平。

3.3 濾波器設(shè)計

圖4 軟件流程

對兩路輸出都采用了結(jié)構(gòu)簡單的RC濾波器，如圖3所示。之所以采用這種結(jié)構(gòu)，一是因為RC濾波器結(jié)構(gòu)簡單，二是為了實現(xiàn)低功耗，盡量避免采用有源器件。

用于交流信號的濾波器是一個雙極點(diǎn)級聯(lián)RC濾波器。如果濾波器階數(shù)過高，可以采用提高的抽樣頻率的辦法來降低濾波器階數(shù)。濾波器的截至頻率fc由下式來計算：

當(dāng)R2 ？ R1時濾波器的響應(yīng)較好。但是如果截至頻率很接近信號帶寬邊沿，將會導(dǎo)致相當(dāng)大的衰減。因此為了減小濾波器的衰減，截至頻率應(yīng)該大于信號帶寬邊沿，但是要遠(yuǎn)小于PWM信號的頻率。

用于產(chǎn)生直流電平的濾波器僅僅是用來儲存電荷的，而不像交流信號濾波器那樣用來濾波。因此采用了一個簡單的單極RC濾波器。

4.程序流程

用MSP430F449的Timer_B的PWM來產(chǎn)生正弦波和直流電平的程序比較簡單，流程如圖4所示。MSP430F449自身有FLL，可用它來實現(xiàn)DCO的頻率校準(zhǔn)。但是DCO的頻率只能鎖定在ACLK的整數(shù)倍上，所以對于沒有FLL的器件，或者所需頻率不是ACLK整數(shù)倍的情況下，要用Timer_A或者其它的定時器進(jìn)行DCO頻率校準(zhǔn)，這也就是所謂的“軟鎖頻”。事實上實際的D/A轉(zhuǎn)換常常是一些隨時間變化的非周期信號。它們對時鐘的精度要求不是很高，因此大多數(shù)情況下硬件FLL是可以勝任的。