基于MSP430 Timer_B的D/A转换及C语言源程序

在这个例子中，一个正弦波用32个抽样值生成。正弦波的频率为200Hz，所以每秒要抽样200×32=6400次，也就是说=6.4KHz。每完成一次抽样要计数28，所以所需的时钟频率为。抽样值包含在程序开始的一个正弦表中，通过调用中断函数，在每个PWM周期结束时，将新的正弦波抽样值载入捕获/比较寄存器CCR1中。因此产生的PWM信号的脉冲宽度就决定了正弦波在每一个时刻的抽样值，将这个PWM信号经过低通滤波，即得所需的正弦波。

3.2 直流电平的产生

直流电平产生比较简单，因为它对应的PWM占空比是一定的。直流电平直接正比于PWM信号的占空比。要产生0.5VCC的直流电平，PWM的占空比显然是50%（考虑到损耗，实际应大一些）。只需要简单地将CCR2的值设置为128，并且无须变化就可以得到50%占空比的PWM信号。将得到的PWM信号通过RC网络进行低通滤波，即可得到0.5VCC的直流电平。

3.3 滤波器设计

图4 软件流程

对两路输出都采用了结构简单的RC滤波器，如图3所示。之所以采用这种结构，一是因为RC滤波器结构简单，二是为了实现低功耗，尽量避免采用有源器件。

用于交流信号的滤波器是一个双极点级联RC滤波器。如果滤波器阶数过高，可以采用提高的抽样频率的办法来降低滤波器阶数。滤波器的截至频率fc由下式来计算：

当R2 ？ R1时滤波器的响应较好。但是如果截至频率很接近信号带宽边沿，将会导致相当大的衰减。因此为了减小滤波器的衰减，截至频率应该大于信号带宽边沿，但是要远小于PWM信号的频率。

用于产生直流电平的滤波器仅仅是用来储存电荷的，而不像交流信号滤波器那样用来滤波。因此采用了一个简单的单极RC滤波器。

4.程序流程

用MSP430F449的Timer_B的PWM来产生正弦波和直流电平的程序比较简单，流程如图4所示。MSP430F449自身有FLL，可用它来实现DCO的频率校准。但是DCO的频率只能锁定在ACLK的整数倍上，所以对于没有FLL的器件，或者所需频率不是ACLK整数倍的情况下，要用Timer_A或者其它的定时器进行DCO频率校准，这也就是所谓的"软锁频"。事实上实际的D/A转换常常是一些随时间变化的非周期信号。它们对时钟的精度要求不是很高，因此大多数情况下硬件FLL是可以胜任的。

5. 程序清单

MSP430的另外一个特点是用C语言编写程序简单，而且效率较高。本例就采用C语言编写了程序。清单如下：

#include 《msp430x44x.h》

#include 《math.h》

int SampleTimes=0;

//***定义正弦表，并用32个抽样值初始化正弦表，不要用"0"抽样***//

int SinTable［］={255，254，246，234，219，199，177，153，128，103，79，57，37，22，10，2，

1，2，10，22，37，57，79，103，128，153，177，199，219，234，246，255};

void main（void）

{

int i;

WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD; // 禁止看门狗定时器

//***初始化端口***//

P2DIR |= 0x0C; // P2.2和P2.3为输出

P2SEL |= 0x0C; // P2.2和P2.3分别为TB1和TB2

//***设置系统时钟***//

FLL_CTL0 = XCAP18PF; // 设置XTAL1的负载电容

SCFQCTL = 50-1; // 1.6384MHz/32768Hz = 50，fDCO=MCLK=1.6384MHz

for （i = 50000; i; i--）; // 晶振初始化延时

//***设置Timer_B***//

TBCTL = TBSSEL1 + TBCLR; // 选择SMCLK为时钟，定时器清除

TBCTL|=MC_1+CNTL_0+TBCLGRP_0; //选择up，16位模式

TBCCTL0=CCIE; //将CCR0设为比较模式，中断允许

TBCCR0=256-1; //PWM的周期为256，也就是DAC为8bit

TBCCTL1=OUTMOD_7+CLLD_1; //将CCRx设为比较模式，中断禁止

TBCCTL2=OUTMOD_7+CLLD_1; //选择输出模式7，当TBR计数到0时CCRx数据加载到TBCTLx

TBCCR1=SinTable［SampleTimes］; //将正弦表加载到CCR1

TBCCR2=128; //PWM的占空比为50%，产生0.5VCC的直流电平

_EINT（）; //中断允许

for （;;）

{ _BIS_SR（LPM0_bits）; //CUP进入低功耗模式

_NOP（）;

}

}

//调用中断函数

interrupt ［TIMERB0_VECTOR］ void Timer_B（void）

{

SampleTimes=（SampleTimes+1）%32;

TBCCR1=SinTable［SampleTimes］; //将新的抽样值装入CCR1

}