參賽類型：數(shù)字電源類

 簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源的設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)任務(wù)

     設(shè)計(jì)出有一定輸出電壓范圍和功能的數(shù)控電源。其原理示意圖如下：

二、設(shè)計(jì)要求

 
    （1）輸出電壓：范圍0～＋10V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV；
    （2）輸出電流：500mA；
    （3）輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；
    （4）由“＋”、“－”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；
    （5）為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出±15V，＋5V。

三、總體 方案   

　　本方案的控制部分采用MSP430F149單片機(jī)，MSP430F149內(nèi)部的定時(shí)器模塊可以
      輸出PWM波形，可以通過軟件改變PWM  信號(hào)的周期和占空比。占空比隨時(shí)間變化的
      PWM  信號(hào)經(jīng)過濾波可以得到不同類型的模擬信號(hào)。MSP430F149有48個(gè)I/O 口，4*4鍵
      盤、液晶顯示器可以直接與I/O 口相連；它還有60k的存儲(chǔ)空間，足夠存儲(chǔ)程序和字模；
      它內(nèi)部還集成看門狗定時(shí)器，這些特性，可以大大簡(jiǎn)化外圍電路。
 

工作原理

    PWM   （ pulse-width modulated）脈寬調(diào)制信號(hào)是一種具有固定周期T，占空比可調(diào)的數(shù)
字信號(hào)（如圖所示）。如果PWM  信號(hào)的占空比隨時(shí)間變化，那么通過濾波之后的輸出信號(hào)將
是幅度變化的模擬信號(hào)。因此通過控制PWM  信號(hào)的占空比就可以產(chǎn)生不同的模擬信號(hào)。
  MSP430F149  的Timer_A和Timer_B工作在比較模式時(shí)可以輸出PWM信號(hào)。
    MSP430F149  的Timer_A和Timer_B，有四種工作模式 （停止、增計(jì)數(shù)、連續(xù)計(jì)數(shù)、增減
計(jì)數(shù)），計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘源可選，有多個(gè)可配置輸入端的捕獲/ 比較寄存器，有多種可選的輸出模
式。它們支持同時(shí)進(jìn)行的多種時(shí)序控制，多個(gè)捕獲/ 比較功能及多種輸出波形（PWM波形）。
Timer各部分的功能選擇通過寄存器（TACTL  控制寄存器、CCTLx捕獲比較控制寄存器、CCRx
捕獲/ 比較寄存器、TAIV 中斷向量寄存器）控制。要想讓Timer工作在特定的模式下，只需要在
相應(yīng)的寄存器中寫入相應(yīng)的控制字。
    如果定時(shí)器中的計(jì)時(shí)器工作在增計(jì)數(shù)模式，輸出選用7模式（復(fù)位/置位模式），則定時(shí)器
中的寄存器CCR0用來(lái)控制輸出PWM波形的周期T，而與定時(shí)器對(duì)應(yīng)的CCRx  寄存器來(lái)控制可變
占空比。

 低功耗設(shè)計(jì)

    MSP430F149 是超低功耗單片機(jī)，它有六種工作模式可供選擇 （活動(dòng)模式，五種低功耗模
式），各種低功耗模式又有不同的定義，可以通過程序控制。選擇最為合適的模式，從而實(shí)現(xiàn)低
功耗運(yùn)行。
    除了讓MSP430F149 盡量降低功耗外，對(duì)于外圍電路的設(shè)計(jì)，我們也充分考慮了低功耗設(shè)
計(jì)。