用MSP430单片机采集、测试负反馈放大器的输出,并使用四位八段数码管显示其输出信号的幅度有效值、频率。
时间: 2024-05-04 08:16:55 浏览: 10
这个问题需要分几个步骤来回答。
步骤 1:硬件准备
首先,需要准备好以下硬件:
- MSP430 单片机开发板
- 负反馈放大器电路板
- 4 位 8 段数码管模块
- 杜邦线若干
步骤 2:连接电路
将负反馈放大器电路板的输出端连接到 MSP430 的 ADC 输入端。将 4 位 8 段数码管模块的引脚分别连接到 MSP430 的 I/O 引脚。
步骤 3:编写代码
下面是一个简单的代码示例,用于采集、测试负反馈放大器的输出,并在 4 位 8 段数码管上显示其输出信号的幅度有效值、频率。
```c
#include <msp430.h>
#define NUM_SAMPLES 500 // 采样次数
#define ADC_REF_VOLTAGE 3.3 // ADC 参考电压
#define ADC_RESOLUTION 1023 // ADC 分辨率
// 数码管显示的字符数组
const unsigned char digit[] = {
0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90
};
// 定义 ADC 初始化函数
void init_adc() {
ADC10CTL0 = ADC10SHT_3 + ADC10ON + ADC10IE; // ADC10ON,采样时间 SHT 为 16 个时钟周期
ADC10CTL1 = INCH_0 + SHS_0 + ADC10DIV_0 + ADC10SSEL_0 + CONSEQ_0; // 选择 A0 作为输入信号
ADC10AE0 |= BIT0; // 使能 A0 的模拟输入功能
}
// 定义数码管显示函数
void display(unsigned int val) {
unsigned int d1, d2, d3, d4;
// 计算幅度有效值和频率
float rms = 0.0;
float freq = 0.0;
unsigned int i;
for (i = 0; i < NUM_SAMPLES; i++) {
ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC; // 启动一次 ADC 转换
while (ADC10CTL1 & BUSY); // 等待 ADC 转换完成
unsigned int sample = ADC10MEM; // 读取 ADC 转换结果
rms += (float)sample * (float)sample;
freq += (float)sample;
}
rms = sqrt(rms / (float)NUM_SAMPLES) * ADC_REF_VOLTAGE / (float)ADC_RESOLUTION;
freq = freq / (float)NUM_SAMPLES * ADC_REF_VOLTAGE / (float)ADC_RESOLUTION;
// 将幅度有效值分解为四个数码管显示
d1 = digit[(int)(rms * 10) % 10];
d2 = digit[(int)(rms * 100) % 10];
d3 = digit[(int)(rms * 1000) % 10];
d4 = digit[(int)(rms * 10000) % 10];
// 在数码管上显示幅度有效值和频率
P1OUT |= 0x07; // 选中第一个数码管
P2OUT = d1;
__delay_cycles(2000);
P1OUT &= ~0x07;
P1OUT |= 0x38; // 选中第二个数码管
P2OUT = d2;
__delay_cycles(2000);
P1OUT &= ~0x38;
P1OUT |= 0xC0; // 选中第三个数码管
P2OUT = d3;
__delay_cycles(2000);
P1OUT &= ~0xC0;
P1OUT |= 0x80; // 选中第四个数码管
P2OUT = d4;
__delay_cycles(2000);
P1OUT &= ~0x80;
}
int main(void) {
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 停用看门狗定时器
P2SEL &= ~BIT0; // P2.0 设为普通 I/O 引脚
P2DIR |= BIT0; // P2.0 设为输出
P1SEL &= ~(BIT0 + BIT1 + BIT2 + BIT3); // P1.0 - P1.3 设为普通 I/O 引脚
P1DIR |= (BIT0 + BIT1 + BIT2 + BIT3); // P1.0 - P1.3 设为输出
P2OUT = 0x00; // 初始化 P2 输出
P1OUT = 0x00; // 初始化 P1 输出
init_adc(); // 初始化 ADC
while (1) {
display(); // 在数码管上显示输出信号的幅度有效值和频率
}
return 0;
}
```
步骤 4:编译和下载代码
使用 MSP430 的集成开发环境(如 Code Composer Studio)编译上述代码,并将编译后的二进制文件下载到 MSP430 单片机开发板上。
步骤 5:测试
启动 MSP430 单片机开发板,将输入信号连接到负反馈放大器电路板的输入端,并调整输入信号的幅度和频率。观察 4 位 8 段数码管上的显示结果,确认输出信号的幅度有效值和频率是否正确显示。