直流毫伏信号发生器设计

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1、电子电路设计报告电子电路设计竞赛论文题目直流毫伏信号发生器（C题）【高级组】学号姓名学院031110136李贵楠自动化031110413余磊自动化031110126姜文天自动化031230123舒文君能源与动力031210413蒋宇琦自动化二〇一三年十一月0电子电路设计报告直流毫伏信号发生器摘要本设计采用两块MSP430F149微控制器作为控制核心并进行通讯，以AD（16位7705）和DA（两片12位MAX539）模块为信号的主要控制环节，通过矩阵键盘输入给定值，两块LCD（1602）显示输出值，建立反馈环节，对输出信号进行检

2、测并不断校准；同时本设计兼有模拟热电偶模式，485通讯协议，设置波特率以及485和上位机进行通讯等功能，并经多次测试、改进，已能完成题目中基础要求和发挥部分的所有项目要求。关键词：MSP430F149，ADC7705,DACMAX539,1602,485通讯，热电偶10电子电路设计报告目录摘要11系统方案31.1控制器的论证与选择31.2电源模块的论证与选择31.3ADC的论证与选择41.4DAC的论证与选择41.5显示模块的论证与选择41.6485模块的论证与选择52功能模块电路设计52.1系统结构图62.2模块电路设计62

3、.2.1主控电路模块设计62.2.2ADC电路模块设计62.2.3DAC电路模块设计62.2.4稳压模块设计72.2.5矩阵键盘设计72.2.6模拟电压与数字电压的切换72.2.7485通讯模块的设计73软件的设计83.1软件流程图83.2主程序84测试方案与测试结果94.1测试方案94.2测试条件与仪器94.3测试结果及分析94.3.1测试结果94.3.2测试结果说明95元器件清单及价格表1010电子电路设计报告1系统方案本系统主要由控制器、电源模块、ADC模块、DAC模块、显示模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1

4、控制器的论证与选择方案一：STC89C52。这是一款应用非常广泛的单片机，应用历史较久，资料非常丰富。它使用8052内核芯片，具有含FlashEEPROM存储器，但是只具有8KB的存储空间，对于我们的程序来说太小。方案二：STM32F103。STM32F103的功能非常强大。提供算法库（FFT，PID），Crotex-M3内核，速度比ARM7快，效率也有所提高，内部硬件集成实时时钟，UART，SPI接口，IIC接口，16位的AD芯片等常用外设，但是价格比较贵，而且控制程序写起来比较麻烦方案三：MSP430F149。MSP430

5、F149是非常稳定的一款单片机，具有60KB的Flash，2KB的RAM，12位的AD，硬件乘法器，11个定时器，48个IO口等丰富的资源，IO中断很多，非常适合用于控制。功耗超低。综合考虑：MSP430F149具有12位AD，在控制系统中经常涉及采样，较之STC89C51方便，而且处理速度较快；STM32F103的功能无疑是最强大的，但是在本控制系统中对处理速度，内部处理库的要求不是很高。综合考虑选用MSP430F149芯片，它的性价比非常高，而且功耗极低，适合做本控制系统的处理器。1.2电源模块的论证与选择方案一：学生电源

6、供电采用实验室学生电源供电；优点：方便调试缺点：电压不稳，对于直流毫伏信号发生器来说，噪声太大影响输出精度方案二：9V电池供电。采用一块9Ｖ电池供电，即电源电压为9V；优点：输出电压较稳，使用方便，适合作直流毫伏信号发生器的电源。缺点：价格相对较高。综合考虑，显然选择方案二。10电子电路设计报告1.3ADC模块的论证与选择方案一：8位的ADC芯片直接采用51单片机上的外设ADC0804，基础要求是范围0～＋1V，步进0.5mV，由ADC0804是8位的芯片，在1V的范围内分辨率将近4mv，达不到精度要求。方案二：12位的ADC

7、芯片采用12位的ADC芯片，基础要求是范围0～＋1V，步进0.5mV，由ADC是12位的芯片，在1V的范围内步进可达到0.24mv，能达到基础部分的精度要求，但是发挥部分的要求是范围0～＋2V，步进0.1mV，所以难以达到要求。方案三：16位的ADC芯片采用ADC7705，这是一款16位的ADC芯片，精度更加的高，在2.5V参考电压的情况下分辨率能达到0.03mv，满足检测步进0.1mV的要求。综合考虑，选择方案三1.4DAC模块的论证与选择方案一：16位的DAC芯片考虑到ADC芯片要达到精度要求必须要用16位的ADC芯片，所

8、以要实现数模转换也需要16位的芯片。但在查找的过程中，发现适合的16位的DAC芯片种类很少，而且价格比较贵。方案二：12位的DAC芯片一块12位的DAC芯片显然难以达到精度的要求，但是用两块12位DAC的组合，将其中一片DAC的输出作为另一片DAC的参考电压，理论上分辨率可以