单片机产生正弦波一要求采用单片机map430g2553和运算放大器lmv358产生正弦波，周期1秒。

二思路可通过单片机产生PWM，调节参数寄存器的值，产生不同占空比的PWM信号。

若占空比的变化规律是正弦的，则滤波后可得到所需正弦波形。

其中，PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

图1为用PWM波代替正弦半波的例子。

（单片机输出图1b，滤波后得到图1a）图1 用PWM波代替正弦半波三实践1 PWM周期计算正弦波周期1秒，需要采用多少个周期的PWM信号去表示？数目过少，则波形不完整（极端状况只有1个周期的PWM）；数目过多，则增加了单片机的计算量，并对速度有要求。

这里取N=200个。

则PWM信号的周期为T=1/200秒=5毫秒。

2 PWM参数计算PWM由定时器TimerA产生，参数主要包括：定时器时钟，周期计数，高电平计数三个。

●定时器时钟：定时器时钟来源有4个，两个内部的（辅助时钟ACLK、子系统主时钟SMCLK），两个外部的。

这里采用内部时钟。

没有外部晶体时，ACLK由内部时钟源VLOCLK（低频时钟源，12K赫兹）产生，SMCLK由内部数字时钟DCOCLK（默认1M赫兹）产生。

这里建议采用较高频率的。

部分代码如下：BCSCTL1 |= DIVA_0; // ACLK = VLOBCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_0 + DIVS_0; // MCLK = DCO, SMCLK = DCO // Configure TimerATACTL = TASSEL1 +MC_1; // Source: SMCLK, UP mode其中，ACLK可配置成VLOCLK的1,2,4,8分频，这里设置为1分频，即ACLK = VLO；第二行中，SELM_0的作用是选择MCLK的时钟源为DCOCLK，DIVM_0设置为MCLK = DCO，DIVS_0设置为SMCLK = DCO（默认时钟源）。

TASSEL1将定时器时钟设置为SMCLK（若为TASSEL0则选择ACLK），且未分频。

模式选择MC_1为上升模式。

采用上述方法设置定时器时钟= SMCLK = DCO = 1M赫兹。

●周期计数：上升模式表明定时器由0递增到一个上限值CCR0。

CCR0需设置。

因为周期T=1/200秒，而定时器时钟= SMCLK = DCO = 1M赫兹，定时器周期t=1微秒，所以CCR0=T/t=5000，即5毫秒。

●高电平计数：定时器由0递增到一个上限值CCR0过程中，需设置脉宽CCR1。

并且K= CCR1/ CCR0的数值每个周期（5毫秒）都变化一次，变化趋势满足正弦变化，200个5毫秒构成一个正弦变化周期。

为获得CCR1值，在matlab中输入：t=0:pi/100:2*pi;k=(sin(t)+1)/2;CCR1=round(4999*k);可获得201个CCR1值。

上式中，第一行设置了201个数，均匀分布在0-2pi 之间，第一个和最后一个分别对应0弧度和2pi弧度；第二行计算201个正弦值，偏置为0.5，全幅度为1的正弦波幅度，如图2所示：图2偏置为0.5，全幅度为1的正弦波幅度第三行计算CCR1值，为k与CCR0（这里是5000）的乘积，并取了四舍五入（round 函数）。

为将数据导出，便于单片机编程，在matlab中添加：fid = fopen('exp.txt','w');fprintf(fid,'%d,',CCR1);fclose(fid);则在matlab工作目录中生成了带逗号的连续CCR1值。

复制到程序中，定义一个数组temp[200],其数值为matlab生成的数值。

3 PWM实现流程程序包含两个中断，一个是定时器到达上限CCR0（这里是4999）时发出中断，并在中断服务程序中将输出置1，另一个是到达中间值CCR1（0至4999）时发出中断，并在中断服务程序中将输出置0。

考虑到同时发出中断时，会有中断嵌套问题、以及优先级问题，所以在当CCR1需置为4999时，手动置为4998。

软件流程如图3所示。

图3 软件流程图程序为：//******************************************************************* ***********// LaunchPad Lab4 - Timer Toggle P1.6,//// MSP430G2553// -----------------// /|\| XIN|-// | | |// --|RST XOUT|-// | |// | P1.6|-->LED////******************************************************************* ***********#include<msp430g2553.h>shorttemp[200]={2500,2578,2656,2735,2813,2891,2968,3045,3121,3197,3272,334 6,3420,3492,3564,3634,3704,3772,3839,3904,3969,4031,4093,4152,4211,4267, 4322,4374,4425,4474,4522,4567,4610,4651,4690,4727,4761,4793,4823,4851,4877, 4900,4920,4939,4955,4968,4979,4988,4994,4998,4999,4998,4994,4988,4979,4968, 4955,4939,4920,4900,4877,4851,4823,4793,4761,4727,4690,4651,4610,4567,4522, 4474,4425,4374,4322,4267,4211,4152,4093,4031,3969,3904,3839,3772,3704,3634, 3564,3492,3420,3346,3272,3197,3121,3045,2968,2891,2813,2735,2656,2578,2500, 2421,2343,2264,2186,2108,2031,1954,1878,1802,1727,1653,1579,1507,1435,1365, 1295,1227,1160,1095,1030,968,906,847,788,732,677,625,574,525,477,432,389,34 8,309,272,238,206,176,148,122,99,79,60,44,31,20,11,5,1,0,1,5,11,20,31,44,60 ,79,99,122,148,176,206,238,272,309,348,389,432,477,525,574,625,677,732,788,8 47,906,968,1030,1095,1160,1227,1295,1365,1435,1507,1579,1653,1727,1802,1878, 1954,2031,2108,2186,2264,2343,2421};int i=0;void main(void){WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog timerif (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF){while(1); // If calibration constants erased, trap CPU!!}BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set rangeDCOCTL = CALDCO_1MHZ; // Set DCO step + modulationBCSCTL3 |= LFXT1S_2; // LFXT1 = VLOP1DIR = 0x40; // P1.6 output (green LED) P1OUT = 0; // LED offIFG1 &= ~OFIFG; // Clear OSCFault flagBCSCTL1 |= DIVA_0; // ACLK = VLOBCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_0 + DIVS_0; // MCLK = DCO, SMCLK = DCO// Configure TimerATACTL = TASSEL1 +MC_1; // Source: ACLK, UP modeCCR0 = 5000; //Timer count 5100CCR1 = 2500; //Timer count 100CCTL0 = CCIE; //CCR0 interrupt enabledCCTL1 = CCIE; //CCR1 interrupt enabled_BIS_SR(GIE);for(;;);}// Timer A0 interrupt service routine#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR__interrupt void Timer_A0 (void){P1OUT |= BIT6; // P1.6 output Highif(i==199){i=0;}else{i++;}if(temp[i]==4999){CCR1=4998;}else{CCR1=temp[i];}}// Timer A1 Interrupt Vector (TA0IV) handler#pragma vector=TIMER0_A1_VECTOR__interrupt void Timer_A1(void){switch( TA0IV ){case 2: P1OUT &= ~BIT6; // P1.6 output Low break;case 10:break;}}4 输出滤波输出运放采用lmv358。

其管脚如下图4所示：图4 358管脚示意图采用压控电压源二阶低通滤波电路。

（参考《模拟电子技术基础》，第三版，童诗白、华成英主编，7.4.2节，352页）。

其电路图如图5所示：图5 压控电压源二阶低通滤波电路通带增益：A vp=1+R 4/R 3传递函数：所需设计的滤波器输出为1赫兹的正弦波，放大倍数为1，所以设置截止频率为f0=10。

取增益A vp=1，即R 4=0，R 3= R 2= R 1= R.C1=C.取f0=1/( 2πRC),则RC= 0.015915494309189533576888376337251。