MSP430微控制器系列讲座十一利用PWM原理实现的DA转换.pdf

维普资讯 M$P430徵控制器幂列讲鹰 一) ≤翱翔p 愿疆 现的ID 赣揍 雷奥 在嵌入式系统设计中，PWM脉宽调制信号常常用来产生模 值，即R．．m。=L 其中R 。为计数器所能达到的最大计数值， 拟信号。本文主要讲述如何利用MSP430系列微控制器的定时 也是就 PWMDAC的分辨率，L 为定时器的计数长度。例如， 器输出PWM信号，产生正弦波、斜波、直流以及交流信号等模 一 个DAC转换分辨率为8-b_lj则计数器的长度即分辨率为8bit 拟信号。 或者为256。 通常，基于PWM定时器和滤波器的PWMDAC的分辨率 1．概述 等于将PWM 信号用来产生 DA转换的分辨率。此时，PWM信 大多数嵌入式微控制器的系统均需要产生不同的模拟信 号的分辨率取决于计数器的长度和PWM计数器能实现的最小 号，通常采用集成或独立的DA转换器来实现。PWM 信号常常 占空比。用公式表式为：R～ =L／C，其中L为计数器的长度，C为 也可以用来产生系统所需的模拟信号，包括产生直流和交流信 PWM 计数器能实现的最小占空比：用 比特分辨率表示为： 号。本文以MSP430F149微控制器 Timer—B模块的DA转换为 1n，L、 例，可以产生上文提到的正弦波、斜波、直流 电平 以及在直流 电 R吣 Log2R~ )==LLoogg2：1( ’] = 。。例觚如，PPWMM 平上增加正弦波产生的交流偏置信号。 计数器的长度最大为 512个，能实现的最小占空比为2个计数 值，则 PWMDAC的分辨率Rcounts=L／C=256，或者 R吣=Log2 2．工作原理 (256)： ：8bits。 PWM信号为频率固定、占空比变化的数字信号 ，基本波形 如图 1所示。如果 PWM信号的 占空比随时间而改变 ，那么信号 2．2频率 经滤波后将输出幅度变化的模拟信号。因此通过改变PWM 信 通常PWM 信号的输出频率等于 DAC的刷新频率，因为可 号的占空比，即可产生不同的模拟信号。PWM信号实现DA转 以将 PWM 占空比的每一次变化等效于一次 DA转换的采样。 换(简称 PWM DAC)的原理框图如图2所示。T公『司的一些语 PWM定时器的频率取决于 PWM信号的频率和所需的分辨率， 言处理技术也通常采用PWMDAC方式实现。 表示为FcdcI=(F ×2，其中F k为PWM定时器频率，F 为 2．1分辨率 PWM信号频率，即DAC的更新频率，n为DAC所需的比特分 PWMDAC的分辨率理论上即为定时器的计数器长度，通 辨率。 常该值被保存在定时器的CCR0寄存器中。PWM的最低有效位 接下来将描述如何利用 8一bitPWM DAC产生一个 250Hz 是定时器的一个计数值，而分辨率即为定时器所能计数的最大 的正弦波和 125Hz的斜波信号。采样频率为8kHz，每个正弦波