ADC-DAC-低通滤波.doc

ADC-DAC-平滑滤波
摘要
本作品采用10bit串行ADC MAX192和Cortex M3内置的10bit DAC结合的方式，实现了用ADC采集信号，将模拟信号转换成数字信号，再通过DAC，将数字信号转换成模拟信号；采用无源低通滤波器将输出的模拟信号进行平滑滤波。
Abstract
MAX192 which is a 10bit serial ADC and DAC which is a 10 bit DAC in Cortex M3 are applied in the system so that the signals with the ADC acquisition which is analog signals go into digital signals and then the digital signals through DAC goes into analog signals; passive low-pass filter will output the analog signals smoothing.

一：系统方案论证
经过分析和论证，我们认为此次练习可分为ADC、DAC和低通滤波三个模块。
1：ADC方案论证和选择
MAX192 是一款低功耗，8通道，串行，10bit的ADC。控制字为0x8E，即选择CH0，单极性，单端输入，内部时钟来使其工作。
2：DAC方案论证和选择
DAC采用的是Cortex M3内置的10bit DAC。
3：无源低通滤波方案论证和选择
低通滤波器采用无源LC滤波器，它是用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。无源LC滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗。为了使通带尽量平坦，选用了通带比较平坦的巴特沃斯滤波器。
二：电路与程序设计
1：软件流程图
主函数
将信息送给M3内部DA转换输出
读取AD采集信息
外部中断初始化
LCD初始化
M3(1752)初始化

中断服务子程序
对(XX-YY)做显示数据处理

i=0;i<5000

送入LCD显示峰峰值
读取ad采集数据

对(XX-YY)/2做显示数据处理
比较大小采集数据是否比原数据xx大？

否

送入LCD显示幅值

是

原数据xx等于采集数据

比较大小采集数据是否比原数据yy小？

是

否

原数据yy等于采集数据

2：无源滤波器
输入信号频率<=40KHz，采样频率为102.4KHz，为使通过DAC输出的波形去掉台阶，设计了一个1阶RC，截止频率为50K的无源低通滤波器和一个2阶LC，截止频率为50K的无源低通滤波器。

三：系统调试
1：实物连接图
图1为ADC和滤波电路的焊接板
图2为12864的连接图
图1

图2
2：阶段波形图
输入信号：VPP=1.10V, f=11.7kHz

经过Max192 ADC数据采集后，在LCD12864上的实时显示图如下

经过Cortex M3内置DAC后，输出的波形如下

经过一阶低通滤波后的波形显示图如下

四：总结
本系统由Max192 10bit 串行ADC采集模拟信号，实现了用LCD12864显示采集的波形和幅值与峰峰值；在通过Cortex M3内置的DAC，输出模拟信号；再经过低通滤波器平滑滤波，但是这对幅值有衰减作用。