微控制器無需CPU即可生成同步正弦波與余弦波

作者：時間：2006-11-17 來源：網(wǎng)絡(luò)

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嵌入式系統(tǒng)通常需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)生成模擬電壓與波形。DAC有時用作嵌入式處理器的外置器件，有時集成至處理器中。無論哪種情況，CPU都必須在適當(dāng)時間將預(yù)期輸出值寫入DAC。一般情況下我們采用定時器中斷CPU寫入預(yù)期值來實(shí)現(xiàn)上述目的。如果DAC必須生成周期波形，CPU須從表格寫入下一個值，遞增數(shù)據(jù)表指針(tablepointer)，并且檢查表格邊界，以便確定何時復(fù)位數(shù)據(jù)表指針。

將周期值寫入DAC的過程要求CPU開銷保持輸出波形。所需要的CPU開銷取決于數(shù)據(jù)表的長度、輸出波形的頻率以及CPU的工作頻率。例如，為了每個周期采用32個數(shù)據(jù)點(diǎn)生成1個1kHz的正弦波，在CPU頻率為1MHz情況下要求CPU每秒能夠處理32000個中斷信號。處理如此多的中斷僅在中斷之間留下1000000/32000=31.25個CPU指令周期。針對上下文切換與執(zhí)行，如果每個中斷服務(wù)只需要15個CPU周期，所需CPU開銷就會達(dá)到近50％。

如果應(yīng)用要求第二個模擬輸出波形，那么CPU負(fù)載將會增大，甚至在所需的中斷服務(wù)時間內(nèi)不能更新兩個DAC。MSP430F15x/16x器件是解決該問題的良好方案。這些器件集成了兩個DAC與1個DMA控制器。DMA控制器的用途是在無需CPU干預(yù)情況下將數(shù)據(jù)從一個位置轉(zhuǎn)移到另一個位置。在本例中，DMA能夠在規(guī)定時間內(nèi)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)移到2個DAC。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)圖如下所示。

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