基于低功耗STM32F103C8芯片的數字可調共振源的設計

　　2．3 信號濾波及功放模塊

　　AD9850輸出信號直接由器件內部的D／A轉換合成的，而D／A的位數有限，難免會產生數字量化噪聲，這種量化噪聲進而會造成輸出信號產生畸變。本系統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，是德律風根生產的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結構，具有體積小、輸出功率大、失真小、外接元件少等特點，內部具有多種保護電路，工作安全可靠，可以滿足系統設計的要求。本文選用12 V單電源供電模式，對輸出信號功率進行放大以驅動外圍振動實驗裝置。圖4所示為信號放大驅動電路。

圖4 信號放大驅動電路

　　2．4 鍵盤顯示及信號輸出端裝置

　　鍵盤和顯示作為人機交互平臺，控制鍵盤設有5個按鍵，包括兩個光標左右移位鍵、兩個數字加減鍵和一個確認鍵，以實現對頻率的調節設定。顯示部分采用LCD1602液晶模塊，用于實時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、即插即用和易于擴展等優點而被廣泛應用于計算機外設、數字設備和儀器儀表等領域。系統的USB通信部分采用了CPU自帶的USB接口。PC上位機可通過USB接口將AD9850的頻率／相位控制字發送到MCU，用于設置AD9850的輸出頻率，同時AD9850也可以經MCU將輸出頻率發送回PC上位機上，用于對系統監視。

　　3 系統軟件簡介

　　系統的軟件包括計算機虛擬儀器以及ARM軟件程序。虛擬儀器采用NI公司的LahWindows開發平臺，虛擬儀器面板用于實現PC機與共振源通信并實時顯示輸出頻率、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軟件設計采用C語言編寫，C語言對機器底層硬件操作方便，模塊化程度高，可讀性與可移植性好。該軟件設計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時鐘、端口工作方式、嵌套中斷向量控制器。功能模塊是由顯示、鍵盤輸入和信號發生組成。系統軟件設計流程圖，如圖5所示。

圖5 系統軟件設計流程圖