基于低功耗STM32F103C8芯片的数字可调共振源的设计

　　2．3 信号滤波及功放模块

　　AD9850输出信号直接由器件内部的D／A转换合成的，而D／A的位数有限，难免会产生数字量化噪声，这种量化噪声进而会造成输出信号产生畸变。本系统选用了椭圆低通滤波器，可有效抑制120 MHz以上的高频干扰。图3为信号滤波电路。

图3 椭圆低通滤波电路

　　功放模块采用TDA2030作为核心芯片，是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构，具有体积小、输出功率大、失真小、外接元件少等特点，内部具有多种保护电路，工作安全可靠，可以满足系统设计的要求。本文选用12 V单电源供电模式，对输出信号功率进行放大以驱动外围振动实验装置。图4所示为信号放大驱动电路。

图4 信号放大驱动电路

　　2．4 键盘显示及信号输出端装置

　　键盘和显示作为人机交互平台，控制键盘设有5个按键，包括两个光标左右移位键、两个数字加减键和一个确认键，以实现对频率的调节设定。显示部分采用LCD1602液晶模块，用于实时显示输出信号的频率值。

　　2．5 USB通信模块

　　通用串行总线(USB)由于具有高传输速率、即插即用和易于扩展等优点而被广泛应用于计算机外设、数字设备和仪器仪表等领域。系统的USB通信部分采用了CPU自带的USB接口。PC上位机可通过USB接口将AD9850的频率／相位控制字发送到MCU，用于设置AD9850的输出频率，同时AD9850也可以经MCU将输出频率发送回PC上位机上，用于对系统监视。

　　3 系统软件简介

　　系统的软件包括计算机虚拟仪器以及ARM软件程序。虚拟仪器采用NI公司的LahWindows开发平台，虚拟仪器面板用于实现PC机与共振源通信并实时显示输出频率、幅度等信息。ARM软件部分采用基于ST公司的最新3．0版本的固件库编写。此次只介绍ARM软件部分。

　　ARM软件设计采用C语言编写，C语言对机器底层硬件操作方便，模块化程度高，可读性与可移植性好。该软件设计主要包括两部分组成：共振源控制程序由初始化模块、功能模块组成。初始化模块用于配置系统时钟、端口工作方式、嵌套中断向量控制器。功能模块是由显示、键盘输入和信号发生组成。系统软件设计流程图，如图5所示。

图5 系统软件设计流程图