利用PWMDAC输出线调频波形设计与实验.doc

一、 摘要 S3C2410处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。本实验是基于S3C2410综合实验平台上实现利用PWM DAC单个电压值输出以及实现输出波形线性调频。通过按键实现改变PWM的占空比实现单个电压输出变化；通过控制程序实现DAC的线性调频波形输出。用示波器观察输出波形，测量峰值电压。用频谱仪测量线性调频谱线，观察线性调频现象。二、 设计要求与任务1、 正弦波形的起始频率可以自己指定，带宽100Hz，时宽10秒2、 正弦波形的峰峰电压值为3V3、 能观察到线性调频现象要求完成的主要任务: 1、 与同组同学一起指定课程设计计划，并进行合理分工。2、 使用S3C2410A的TOUT0口输出PWM信号实现单个电压值的DA输出，用万用表对电压值进行测量和校准，记录PWM和DA输出的对应关系。3、 在2的基础上，编写程序实现DAC的线性调频波形输出。用示波器观察输出波形，测量峰值电压是否正确。用频谱仪测量线性调频谱线，观察线性调频现象，查看是否满足设计要求。调整参数，产生不同参数线性调频波形。4、 整理数据资料，独立撰写综合实验、设计说明书。5、 要求：描述利用PDW实现DA输出的原理，要有图和计算；详细的程序设计描述，要求有参数计算过程描述、流程图、寄存器设置描述、数据设计描述等；各实验要给出步骤、实验结果要有图、表和分析说明；对设计和实验进行总结；文档结构清晰、文字要通顺。三、 实验设备硬件：PC机1台MagicARM2410教学实验开发平台1台软件： Windows 98/2000/XP操作系统 ADS 1.2集成开发环境四、 实验原理1、脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。S3C2410A具有4路PWM输出，输出口分别为TOUT0TOUT3，其中两路带有死区控制功能。为了能够正确输出PWM信号，需要正确设置GPBCON寄存器选择相应I/O的为TOUTx功能。然后，通过TCFG0寄存器为PWM定时器时钟源设置预分频值，通过TCFG1寄存器选择PWM定时器时钟源。接着，通过TCNTB0寄存器设置PWM周期，通过TCMPB0设置PWM占空比。最后，通过TCON寄存器启动PWM定时器，即可输出PWM信号。其框图如下图：PWM操作时序图为：电路图1：2、S3C2410A的总线时钟；设置定时器0时钟分频为：1：2：4即；在取1/2分频即；在通过设置rTCMPB0设置占空比；设置rTCNTB0设置周期；设计要求带宽为100Hz，则设置rTCNTB0为255，这样。A、现在以0.5v为一个级次；那么对应占空比值:PWM_dac=; PWM_dac= PWM_dac+PWM_dac =PWM_dac+39；这样如图1；当按下KEY1电压值增加0.5v，当达到3v后又回到0v。这样实现了单个电压值的输出。B、输出一个峰值电压为3v的正弦信号：所以A=3，为了方便取=0；为满足Nyuist定理取采样频率；则：；这样通过控制n时间间隔即可控制输出的正弦信号的周期。C、正弦信号线性调频 线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号。线性调频的瞬时频率呈线性变化：，其中表示时间等于零时的频率，k表示频率改变的速率，当k0时，频率递增，k1,频率线性增大，k2A=2A=1N&A=0开始初始化功能键是否按下单个电压值输出功能标志A+1判断功能标志值Y输出固定频率的正弦波线性调频正弦波A=0实验总程序流程图程序见附件。六、 实验步骤 (1) 启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image for DeviceARM2410工程模板建立一个工程PWMDAC。(2) 在工程src组中的main.c中编写实验代码。(3) 选用DebugRel生成目标，然后编译链接工程。 (4) 将MagicARM2410实验箱上的PWM DAC电路的跳线JP11短接。 (5) 选择【Project】-【Debug】，启动AXD进行JTAG仿真调试。 (6) 全速运行程序，使用万用表测量PWMDAC测试点的输出电压值。a、按下独立按键KEY1，观察电压值的改变是否正确。b、按下功能键，用示波器观察输出波形，并记录实验现象。c、再次按下功能键、用示波器和频谱仪观察输出波形和实验现象并记录。重复上述步骤观察实验现象。七、 实验数据以及现象（另附页）八、 实验总结与心得脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。本设计利用PWM