基于TMS470MMCU的模数转换设计内容摘要人们在工业生产及科研.docVIP

基于 TMS470M MCU 的模数转换设计 内容摘要 人们在工业生产及科研过程中遇到的被测量绝大部分是模拟量。计算机技术是测量与控制自动化与智能化的关键，是现代测控技术的核心技术之一。现代计算机是数字计算机，它无法直接处理模拟信号，因此欲实现基于计算机的测量与控制，必须具备将连续变化的模拟信号转变成计算机能够识别及处理的数字信号的手段。为此模/数转换技术应运而成，并成为现代测控技术中的重要组成部分。本实验是基于TMS470M的设计，该MCU具有16通道的10位模拟/数字转换器的特性，这为本次设计带来了很大的方便。 一、功能综述 本实验实现对TMS470M MCU 通道2和3的模拟输入量进行采集和转换，将结果显示在LED上，并且还要显示两个两个输入量的最大值。其间可以通过可变电阻改变模拟输入量，观察显示结果。 二、硬件设计 （一）硬件组成 介绍：TMS470M芯片是基于Cortex-M3内核。这系列的的芯片提供数个闪存和RAM选择以及大量的通信和控制外设。例如CPU和RAM的自检引擎。该芯片具有高达60-KB的闪存、灵活的时钟模块、10位模拟、数字转换器、很高的安全特性。 6个7段LED分别显示通道2和3的模拟量以及两个模拟量的大者。LED显示电路如图1所示。 图1 LED显示电路 （二）工作原理 TMS470M内部集成的A/D转换器将从通道2和通道3采集到的模拟信号进行10位转换，转换成的数字信号输出，然后通过软件实现将其显示到LED上。 三、软件设计 （一）软件总体设计 总体设计主要包括：设置A/D采样的时钟频率；启动采样；获取转换结果；中断显示。 1、设置A/D采样的时钟频率 A/D采样频率取决于A/D采样预分频寄存器。假定CPU主时钟的频率为80MHz，并且将A/D采样预分频寄存器置为20，而完成一次转换至少需要16个时钟周期，则采样频率可采用下面公式计算： f = 80MHz/[2×（20 + 1）]/16 2、启动采样 将转换启动寄存器的位0置1可启动转换。当转换启动后，该位会被自动清除；启动转换时，还需要指定转换通道。 3、获取转换结果 当A/D转换结束后，可以读寄存器的内部。通过写代码等待通道2的A/D转换，完毕后读取数据。 4、中断显示 当数据读取完毕后，还要将数据最终显示在LED上，本实验是通过中断实现将数据在LED上显示出来。 （二）软件流程图 如图2所示，为A/D采集转换显示的流程图，其中中断程序编写较为繁琐，当A/D转换结束后，通过中断扫描，将转换结果实时显示在LED上，并还将显示较大值。 图2 A/D采集转换显示流程图 四、实验结果 在本次实验中，在将程序按步骤编译调试后，在LED数码管上会显示三个数据，如图3所示，其中前2个数码管显示的是通道2的模拟量，中间2个数码管显示的是通道3的模拟量，最后2个数码管显示的是两个通道的较大值。通过调节通道2和3的滑动变阻器可以改变通道2和3的模拟量，验证软件实现结果。 图3 数模转换的结果 五、实验总结 本次实验是利用TMS470 MCU实现 A/D的采集转换并将其显示的功能，其中软件的编写是整个系统的核心，该芯片的10位的模拟数字转换器为设计提供了很大的方便，提高了实验的性能。在实验过程中遇到了很多的问题，比如数模转换的参数设置不正确，数码管显示乱码等问题，正是一步步解决这些问题，才让我学习了很多的东西。