三相信号源设计-2017年10月.doc

信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 三相信号发生器设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期： 2013.4.22～2013.5.10 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology 硬件课程设计任务书 一、设计题目：三相信号发生器设计 二、设计目的: 1．掌握三相信号发生器设计方法。 2．了解MSP430F169单片机硬件结构。 3．掌握MSP430F169系统的设计方法。 4．掌握直流稳压电源设计方法。 三、设计任务及要求 1．学习MSP430F169单片机等器件的工作原理及各引脚的说明，掌握该单片机系统的工作原理和设计方法。利用MSP430F169等元器件完成单片机系统设计和焊装、调试。 2．使用单片机和运算放大器等电子元件实现三相正弦信号发生器电路设计。 3．完成基于MSP430F169单片机的三相正弦信号发生器程序设计和系统电路硬件焊装、调试。 四、设计时间及进度安排 设计时间共三周,具体安排如下表： 周次 设 计 内 容 设计时间 第一周 学习MSP430F169等器件的工作原理、各引脚说明和编程方法，学习三相信号发生器设计原理，查找相关资料。 2013.4.22-2013.4.26 第二周 利用MSP430F169单片机等元器件完成三相信号发生器设计和焊装。 2013.4.29-2013.5.3 第三周 完成三相信号发生器设计硬件电路调试和软件程序调试，编写设计说明书。提交硬件设计作品及硬件课程设计说明书，完成硬件课程设计面试。 2013.5.6-2013.5.10 五、指导教师评语及学生成绩 指导教师评语: 2013年5 月11 日 成绩 指导教师(签字): 硬件课程设计任务书 1 引言 3 第一章 系统设计方案与论证 4 1.1总体方案选择 4 1.2 器件的选择 4 1.2.1控制芯片选择 4 1.2.2 显示器选择 4 1.2.3 键盘模块选择 5 第二章 系统硬件电路设计 6 2.1 单片机小系统设计 6 2.1.1MSP430F169单片机及内部模块介绍 7 2.1.2复位电路设计 8 2.1.3按键电路设计 8 2.2 A相信号输出电路 8 2.2.1隔直滤波电路设计 8 2.2.2放大电路设计 9 2.3 B相信号输出电路 9 2.4 C相信号输出电路 9 2.4.1求和电路设计 10 2.4.2放大电路设计 10 2.5 显示电路设计 10 2.6 电源电路设计 11 2.6.1 单相桥式整流电路 11 2.6.2 滤波电路 11 2.6.3 稳压电路 11 第三章 程序设计 13 3.1程序部分参数计算 13 3.2各程序流程图 13 3.2.1主程序流程图 13 3.2.2看门狗 14 第四章 测试数据及测试结果分析 15 4.1 测试工具 15 4.2 测试数据 15 结果分析 15 结 论 16 参考文献 17 附录 18 引言 在现代电子系统的测试和应用中，信号源是必不可少的。根据不同系统对信号的不同要求，人们希望信号源输出波形信号的幅值、频率可调，且频率准确、稳定；甚至在一些情况下还希望信号源能够输出相位关系确定的多路信号。因此，传统的模拟信号源已经远远不能满足目前的电子设计要求，而是直接采用数字化合成技术产生的全数字化信号源。以数字化为基础的智能信号源，不仅在性能上有质的飞跃，功能上也更强大，操作更简单。经过考虑，我决定设计一台三相信号源，来代替电网的高压三相电，满足部分电力系统实验的模拟和研究，同时，还可以用做测试信号。 第一章 系统设计方案与论证 1.1总体方案选择 方案一：利用模拟开关和电阻网络产生阶梯波，从而拟合出正弦信号。但为了准确的增益阶跃，选取精密电阻十分困难，而且为了消除模拟开关导通电阻的影响，需要加电位器微调，即麻烦，又不能达到精度要求。 方案二：以单片机为控制核心，利用单片机DAC转换器输出控制入到的DAC用该数组数据拟合正弦波。当单片机的两路DAC输入数据在所存数组中相差24个单元，即可保证DAC0和DAC1输出正弦波相位相差120°。设DAC0和DAC1对应三相正弦交流电中的uA和uB相电压，相电压uC =-（uA+ uB）。因此，可将DAC0和DAC1输出经反相加法器合成为相电压uC，使信号发生器同时输出三相基波信号。此方案输出信号稳定，电路设计也相对简单。 方案三：从电网引入三相交流电，通过变压器降压，再通过滤波电路滤去高频杂波，得到三相信号。再通过一些后续电路实现频率及