基于低功耗STM32F103C8芯片的數(shù)字可調共振源的設計
2.3 信號濾波及功放模塊
AD9850輸出信號直接由器件內部的D/A轉換合成的,而D/A的位數(shù)有限,難免會產生數(shù)字量化噪聲,這種量化噪聲進而會造成輸出信號產生畸變。本系統(tǒng)選用了橢圓低通濾波器,可有效抑制120 MHz以上的高頻干擾。圖3為信號濾波電路。
圖3 橢圓低通濾波電路
功放模塊采用TDA2030作為核心芯片,是德律風根生產的音頻功放電路,采用V型5腳單列直插式塑料封裝結構,具有體積小、輸出功率大、失真小、外接元件少等特點,內部具有多種保護電路,工作安全可靠,可以滿足系統(tǒng)設計的要求。本文選用12 V單電源供電模式,對輸出信號功率進行放大以驅動外圍振動實驗裝置。圖4所示為信號放大驅動電路。
圖4 信號放大驅動電路
2.4 鍵盤顯示及信號輸出端裝置
鍵盤和顯示作為人機交互平臺,控制鍵盤設有5個按鍵,包括兩個光標左右移位鍵、兩個數(shù)字加減鍵和一個確認鍵,以實現(xiàn)對頻率的調節(jié)設定。顯示部分采用LCD1602液晶模塊,用于實時顯示輸出信號的頻率值。
2.5 USB通信模塊
通用串行總線(USB)由于具有高傳輸速率、即插即用和易于擴展等優(yōu)點而被廣泛應用于計算機外設、數(shù)字設備和儀器儀表等領域。系統(tǒng)的USB通信部分采用了CPU自帶的USB接口。PC上位機可通過USB接口將AD9850的頻率/相位控制字發(fā)送到MCU,用于設置AD9850的輸出頻率,同時AD9850也可以經MCU將輸出頻率發(fā)送回PC上位機上,用于對系統(tǒng)監(jiān)視。
3 系統(tǒng)軟件簡介
系統(tǒng)的軟件包括計算機虛擬儀器以及ARM軟件程序。虛擬儀器采用NI公司的LahWindows開發(fā)平臺,虛擬儀器面板用于實現(xiàn)PC機與共振源通信并實時顯示輸出頻率、幅度等信息。ARM軟件部分采用基于ST公司的最新3.0版本的固件庫編寫。此次只介紹ARM軟件部分。
ARM軟件設計采用C語言編寫,C語言對機器底層硬件操作方便,模塊化程度高,可讀性與可移植性好。該軟件設計主要包括兩部分組成:共振源控制程序由初始化模塊、功能模塊組成。初始化模塊用于配置系統(tǒng)時鐘、端口工作方式、嵌套中斷向量控制器。功能模塊是由顯示、鍵盤輸入和信號發(fā)生組成。系統(tǒng)軟件設計流程圖,如圖5所示。
圖5 系統(tǒng)軟件設計流程圖
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