基于低功耗STM32F103C8芯片的數(shù)字可調(diào)共振源的設(shè)計(jì)

　　2．3 信號濾波及功放模塊

　　AD9850輸出信號直接由器件內(nèi)部的D／A轉(zhuǎn)換合成的，而D／A的位數(shù)有限，難免會(huì)產(chǎn)生數(shù)字量化噪聲，這種量化噪聲進(jìn)而會(huì)造成輸出信號產(chǎn)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(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)，具有體積小、輸出功率大、失真小、外接元件少等特點(diǎn)，內(nèi)部具有多種保護(hù)電路，工作安全可靠，可以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。本文選用12 V單電源供電模式，對輸出信號功率進(jìn)行放大以驅(qū)動(dòng)外圍振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。圖4所示為信號放大驅(qū)動(dòng)電路。

圖4 信號放大驅(qū)動(dòng)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(jī)交互平臺(tái)，控制鍵盤設(shè)有5個(gè)按鍵，包括兩個(gè)光標(biāo)左右移位鍵、兩個(gè)數(shù)字加減鍵和一個(gè)確認(rèn)鍵，以實(shí)現(xiàn)對頻率的調(diào)節(jié)設(shè)定。顯示部分采用LCD1602液晶模塊，用于實(shí)時(shí)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(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外設(shè)、數(shù)字設(shè)備和儀器儀表等領(lǐng)域。系統(tǒng)的USB通信部分采用了CPU自帶的USB接口。PC上位機(jī)可通過USB接口將AD9850的頻率／相位控制字發(fā)送到MCU，用于設(shè)置AD9850的輸出頻率，同時(shí)AD9850也可以經(jīng)MCU將輸出頻率發(fā)送回PC上位機(jī)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(jì)算機(jī)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(tái)，虛擬儀器面板用于實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與共振源通信并實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)采用C語言編寫，C語言對機(jī)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(shè)計(jì)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(shí)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(shè)計(jì)流程圖，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖