宜宾职业技术学院

毕业论文（设计）

金江七栋学生公寓供配电设计

系 部 电子信息与自动控制工程系

专 业 名 称 发电厂及电力系统

班 级 电力11301班

姓 名 王永阳

学 号 201311512

指 导 教 师 赖 华

2015 年 09月 08日

摘 要

摘 要

以模拟电路为核心，采用MSP430F149单片机与DDS模块相结合的方式，通过对DDS集成芯片AD9851的控制，设计受控正弦信号发生器，实现了赛题要求的基本功能。系统由电流接收器、电流变送器、单片机控制模块、DDS信号发生电路、LCD显示模块、A/D转换模块、信号调理电路、二线式V/I变换电路等组成。该系统的输出频率和各种调制方式由可调电阻设置，并通过LCD显示。……

关键词：正弦信号发生器；MSP430F149；DDS；数模转换；二线式V/I变换

Abstract

The design of the program - controlled signal, and impersonate the circuit at the core to msp430f149 monolithic integrated circuits to control system, the system to integrate monolithic integrated circuits of the DDS module, a chip of the DDS integration ad9851 to match the requirements of the basic features. the system from the current SINK,HUNAN, monolithic integrated circuits to control signals, DDS in LCD modules circuit, display, a conversion, d, and the second line of electrical signals restrain a V/I change of circuit, etc. ……

Key words：sinusoidal signal generator digital-to-analogue conversionMSP430f149;

the signal of the DDS program ;two lines in a V/I change.

I

目 录

目 录

1 引言 .................................................................. 1

2 方案论证与设计 ........................................................ 2

2.1单片机选型 .......................................................... 2

2.2 单元电路设计方案 .................................................... 2

2.2.1电源电路设计方案 ................................................ 2

2..2.2 电流变送器方案 ................................ 错误！未定义书签。

2..2.3 模数转换电路方案 .............................. 错误！未定义书签。

2..2.4 信号调制方案 .................................. 错误！未定义书签。

2.3系统总体框图 ....................................... 错误！未定义书签。

3 理论分析与计算 ........................................................ 3

3.1 DDS的理论分析 ...................................................... 3

3.2 DDS的参数计算 ...................................................... 3

3.3载频参数计算 ....................................... 错误！未定义书签。

3.4 ADC参数计算 ....................................... 错误！未定义书签。

3.5电源运放的分析 ..................................... 错误！未定义书签。

4 硬件电路设计 .......................................................... 4

4.1电源模块分析与设计 .................................................. 4

4.2压力桥及调理电路模块分析与设计 ..................... 错误！未定义书签。

4.3两线制变换电路的设计与分析 ......................... 错误！未定义书签。

4.4电流接收器模块 ..................................... 错误！未定义书签。

4.5 24位ADC转换电路设计 .............................. 错误！未定义书签。

4.6 MSP430最小系统设计 ................................ 错误！未定义书签。

5 软件设计 .............................................................. 5

6 系统测试 .............................................................. 6

6.1变换精度测试 ........................................................ 6

6.2电阻值非线性度测试 ................................. 错误！未定义书签。

II

目 录

6.3信号发生器测试 ..................................... 错误！未定义书签。

6.4变换精度测试 ....................................... 错误！未定义书签。

6.5频率非线性度测试 ................................... 错误！未定义书签。

6.6 测试结论 ........................................... 错误！未定义书签。

7 结语 .................................................................. 7

致 谢 ................................................................... 8

参考文献 ................................................................ 9

附录1 源程序清单 ...................................................... 10

III

1 引言

1 引言

在数字信号处理器飞速发展的今天，微处理器的应用已主领着电子技术领域的潮流，先进的数 字信号处理技术，能实现各种复杂的功能。对正弦波信号发生器而言，数字DDS技术的诞生，使波形发生器技术有了进一步的飞跃。

在许多电子系统中，经常需要用到频率和幅度可调的正弦波信号作为基准或载波信号。正弦渡信号主要通过模拟电路或DDS(Direct Digital Synthesis)等两种方式产生.相对于模拟电路，DDS具有相位连续、频率分辨率高、转换速度快、信号稳定等诸多优点，因此，DDS存雷达、通信、测试、仪表等领域得到了广泛的应用。

DDS是一项关键的数字化技术。DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital

Synthesizer）的英文缩写[1]。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。

……

1

2 方案论证与设计

2 方案论证与设计

2.1单片机选型

在整个系统中，信号发生部分和接收部分都需要一个主控芯片进行处理，主要考虑以下三个方案：

方案一：采用SPCE061A单片机。SPCE061A单片机是16位的微处理器，主频可以达到49MHz,速度很快，并且具有方便的ADC接口，但SPCE061A单片机的功耗不是最低的。

方案二：采用C8051F系列单片机。C8051F系列单片机的发展已经有比较长的时间，应用比较广泛，各种技术都比较成熟，但此系列单片机为8位机，处理速度不是很快，资源不够充足，故不采用。

方案三：采用TI公司MSP430系列单片机。MSP430系列的单片机拥有有业界最低功耗，其中F149活动模式在160uA，因此在性价、功耗、速度上都有优势[2]。

由于在传输过程中对功耗要求，MSP430可以设置为低功耗模式，功耗（可达uA级）比C8051F系列至少低一个数量级，内部还集成有温度传感器，所以本设计采用MSP430F149单片机作为主控芯片。

2.2 单元电路设计方案

2.2.1电源电路设计方案

在本系统中的电源主要考虑以下方案。

方案一：开关电源。电源的效率高，体积小、重量轻、适应的范围大，它的主要缺点是输出电压中所含纹波较大，对电子设备的干扰较大，而且电路比较复杂，对元器件的要求较高。

方案二：采用LM317三端集成可调的稳压电源。此电源的优点是输出电压稳定，可以调节，输出的电压误差小，且电路比较简单，能大幅度地降低电能和电极消耗。

……

2

3 理论分析与计算

3 理论分析与计算

3.1 DDS的理论分析

DDS的基本原理是在高速存储器中放入正弦函数——相位数据表格，经过查表操作，将读出的数据送到高速DAC产生正弦波。可编程DDS系统原理如图3-1所示。

图3-1 DDS原理图

……

3.2 DDS的参数计算

对于计数容量为2N相位累加器和具有M个相位取样点的正弦波波形存储器，若频率控制字为K，输出信号频率为f o，参考时钟频率为f c，则DDS系统输出信号的频率为

f o=kfc/2N （式3－1）

输出信号频率的频率分辨率为

△f min=fc/2N （式3－2）

由奈奎斯特采样定理可知，DDS输出的最大频率为

f max=fc/2 (式3－3 )

频率控制字可由以上公式推出：

K=f o×2N/fc （式3－5）

……

3

4 硬件电路设计

4 硬件电路设计

4.1电源模块分析与设计

图4-1电源的基本框图

正弦信号发生器需要DDS芯片AD9851来产生信号源，用到单片机来控制系统等。系统使用的直流稳压电源电压需要多个值，且要求输出电压稳定，纹波电压小。为此，我们用LM317设计两路电压可调电源，需用到两种不同电压时可将电源地端相连为系统供电。则可输出稳定电压，我们本系统中使用到+24V和+5V稳压电源。（电源模块的

...

原理图如图4-2所示）

.

..

220

图4-2 电源原理图

.

.

……

.

..

.

4

5 软件设计

5 软件设计

受控正弦信号发生器的软件重要任务就是对AD采样返回的数据进行适当的计算，把它对应的频率控制字送到AD9851模块中，并把电阻值、电流值、频率在液晶上显示出来。ADC的任务是对电阻的变化最终引起电压变化的模拟量进行采集。软件流程图如图5-1所示，具体程序参见附录1。

图5-1 软件流程图

……

5

6 系统测试

6 系统测试

6.1变换精度测试

电阻箱设定值R0(欧)，液晶显示电阻值R1(欧)，环路电流值为I(mA)。数据如6-1所示。

表6-1 变换精度测试表

值变化精度的计算：变化精度=（实际值-理论值）/理论。

从上表中可以看出，液晶显示电阻值，变换精度优于1%的要求。

……

6

7 结语

7 结语

系统中采用的低功耗器件主要是TI公司大学生计划赞助的高性能模拟器件（例如ADC）和MSP430单片机。这些芯片优良的性能和较低的功耗使接收点易于设计。

本系统以高性能DDS芯片AD9851为核心，利用MSP430单片机为控制系统，加上AD9851相配合，硬件与软件相结合，完美地实现了题目提出的指标。在系统设计过程中，力求硬件电路简单，充分发挥软件编程灵活的特点，来满足系统的设计要求。

……

7

致 谢

致 谢

本次毕业设计是在我们的指导老师凌泽明老师的悉心指导下完成的。从论文的选题到论文的完成，无不倾注着凌泽明老师辛勤的汗水和心血。……

8

参考文献

参考文献

[1] 杨帮文.新型集成器件家用电路[M].北京：电子工业出版社，2002.8

[2] 潘琢金译.C8051F020/1/2/3混合信号ISP FLASH微控器数据手册[J].沈阳：沈阳新华电子有限公司，2002.

……

9

附录1 源程序清单

附录1 源程序清单

/*******************main.c*******************************/

程序功能：MCU的片内ADC对P6.0端口的电压进行转换

将模拟电压值显示在12864液晶上。

----------------------------------------------------------

测试说明：调节电位器R7的旋钮观察液晶显示数字变化。

*********************************************************/

#include <msp430x14x.h>

#include "cry12864.h"

#include "ad9851.h"

#define Num_of_Results 32

unsigned long sum = 0;

const uchar shuzi[] = {"0123456789."};

static uint results[Num_of_Results];//保存ADC转换结果的数组 void Trans_val(uint Hex_Val);

void Trans_shuzi(uint Hex_Val);

void Trans_dianzhu(uint Hex_Val);

/**********************主函数****************************/

void main(void)

{

……

10

 

第二篇：论文格式样本

（题目、小五、宋体）

目 录

三号、黑体、居中

空一行

摘 要 ………………………………………………………………………………Ⅰ 小四号、黑体、左对齐、空一行

1 绪论…………………………………………………………………………………1 小四号、黑体、左对齐、空一行

2 货币市场的一般理论分析…………………………………………………………2 小四号、黑体、左对齐

2.1 货币市场的概念及其特征……………………………………………………2

2.2 货币市场的功能和作用………………………………………………………3

2.3 国外货币市场发展的特征……………………………………………………6 小四号、宋体、二级标题退位、空一行

3 中国货币市场发展问题研究………………………………………………………8 小四号、黑体、左对齐

3.1 中国货币市场发展现状分析…………………………………………………8

3.2 中国货币市场发展中存在的问题……………………………………………10 小四号、宋体、二级标题退位、空一行

6 结论…………………………………………………………………………………77

参考文献………………………………………………………………………………80 小四号、黑体、左对齐、空一行

特别注意页码是正文写完自动生成，不

要打省略符号来弄！

（题目、小五、宋体）

摘 要

三号、黑体、居中

空一行

本文通过对管理激励理论的一般分析，进一步将管理激励区分为正向激励和逆向激励两种，并利用……

小四号、宋体、首行缩进两字

关键词：工资 激励 ……

小四号、黑体 小四号、宋体

空一格

Ⅰ

（题目、小五、宋体）

1 绪论

Ⅱ

（题目、小五、宋体）

2 货币市场的一般理论分析

一级标题宋体二号加初居中

2.1 货币市场的概念及其特征

二级标题黑体三号加初左对齐 【1】 引用文献以数字上标表示

2.1.1 三级标题以二级标题为准向右缩一个

2.1.2

2.1.3

2.2 货币市场的功能和作用

2.3 国外货币市场发展的特征

①区位固定性。建筑物通常和土地一样，……

小四号、宋体，首行缩进两字

②异质性。由于区位条件、建筑材料、……

小四号、宋体，首行缩进两字

正文各部分均照此排版

Ⅰ

（题目、小五、宋体）

参 考 文 献

三号、黑体、居中

空一行

[1] 余兴发等.现代企业定价——理论与应用.19xx年 上海 复旦大学出版社

[2] 李光绪.工业企业会计.19xx年 西安 西安交通大学出版社

以上是中文图书表示方法,用小四号宋体

[3] 董自强等.统计预测问题的决策影响图方法.系统工程学报 1994（9）100-107

（100-107是论文在期刊中的页码）

以上是中文期刊表示方法,用小四号宋体

[4] Freeman. The Benefits of Environmental Improvement. 1979 Johns Hopkins

University Press

以上是英文图书表示方法,用小四号Times New Roman字体

[5] Ross D Shachter. Evaluating Influence Diagrams. Operations Research

1986(6) 871-882(871-882是论文在期刊中的页码)

以上是英文期刊表示方法,用小四号Times New Roman字

Ⅱ

（题目、小五、宋体） 附 录

附图表或调查表或程序之类……

Ⅰ