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微控制器無(wú)需CPU即可生成同步正弦波與余弦波

作者： 時(shí)間：2006-11-17 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
嵌入式系統通常需要數模轉換器(DAC)生成模擬電壓與波形。DAC有時(shí)用作嵌入式處理器的外置器件，有時(shí)集成至處理器中。無(wú)論哪種情況，CPU都必須在適當時(shí)間將預期輸出值寫(xiě)入DAC。一般情況下我們采用定時(shí)器中斷CPU寫(xiě)入預期值來(lái)實(shí)現上述目的。如果DAC必須生成周期波形，CPU須從表格寫(xiě)入下一個(gè)值，遞增數據表指針(tablepointer)，并且檢查表格邊界，以便確定何時(shí)復位數據表指針。

將周期值寫(xiě)入DAC的過(guò)程要求CPU開(kāi)銷(xiāo)保持輸出波形。所需要的CPU開(kāi)銷(xiāo)取決于數據表的長(cháng)度、輸出波形的頻率以及CPU的工作頻率。例如，為了每個(gè)周期采用32個(gè)數據點(diǎn)生成1個(gè)1kHz的正弦波，在CPU頻率為1MHz情況下要求CPU每秒能夠處理32000個(gè)中斷信號。處理如此多的中斷僅在中斷之間留下1000000/32000=31.25個(gè)CPU指令周期。針對上下文切換與執行，如果每個(gè)中斷服務(wù)只需要15個(gè)CPU周期，所需CPU開(kāi)銷(xiāo)就會(huì )達到近50％。

如果應用要求第二個(gè)模擬輸出波形，那么CPU負載將會(huì )增大，甚至在所需的中斷服務(wù)時(shí)間內不能更新兩個(gè)DAC。MSP430F15x/16x器件是解決該問(wèn)題的良好方案。這些器件集成了兩個(gè)DAC與1個(gè)DMA控制器。DMA控制器的用途是在無(wú)需CPU干預情況下將數據從一個(gè)位置轉移到另一個(gè)位置。在本例中，DMA能夠在規定時(shí)間內將數據從數據表轉移到2個(gè)DAC。數據轉移結構圖如下所示。

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