1. TMS320F2407A的詳細資料
TMS320F2407A是一款高速，高性能，低成本的微處理器，其內部集成了眾多數控系統所需的外擴設備，可以實現SPI，SCI，PWM， A/D等功能。其內部的兩個事件管理器模塊EVA和EVB，各包含了兩個16位通用定時器及8個16位的脈寬調制（PWM）通道，可應用於電機控制及其他逆變器控制領域。美中不足的是，該系列DSP內部沒有D/A功能，該功能通常須外接數模轉換晶元來實現，這不僅增加了系統的成本，也使系統設計復雜化。本文提出了一種使用F2407A內部的PWM信號，經濾波處理後實現D/A功能的方法。實驗結果表明，其轉換精度可以達到10位以上專用D/A晶元的精度，且該方法設計簡單，有較好的實用價值。
1 D/A實現原理
在F2407A型DSP中，通過軟體編程可以很方便地對PWM信號實現周期和占空比的控制。PWM信號是一組幅值為3.3V的方波，可以通過傅里葉變換，使其分成直流和交流兩部分，如圖1所示，其中ud（t）是輸出的PWM信號，Uo是PWM信號中的直流成分，ua(t)是信號中的交流成分。
圖1 PWM信號分解原理圖
將ud(t)用傅里葉級數表示，即
ud(t)=Uo＋ansin2nπft＋bncos2nπft （1）
其中：
an=ud(t)sin2nπftdt （2）
bn=ud(t)cos2nπftdt （3）
Uo=ud(t)dt （4）
式中：f，T分別是PWM信號頻率和周期。
設PWM波形具有偶函數特性，即ud(t)=ud(－t)，則式（1）中an=0，
bn={sin(nπD)－sin[2nπ]} （5）
式中：n=1，2，3……；
D是PWM的占空比。
則直流電壓為
Uo=3.3D(V) （6）
從理論上分析，改變占空比就可以使直流輸出電壓Uo在0～3.3V范圍內變化。輸出的諧波頻率是PWM頻率的倍數，一般可以通過低通濾波器濾除。PWM頻率越高，濾波效果越好。
2 D/A精度分析
F2407A的工作頻率為40MHz，內部寄存器長度為16位字長。PWM信號通過定時器計數的方式在周期中斷中獲得，因此，不可避免存在一個計數步長的量化誤差。這個誤差會產生一個紋波疊加在輸出直流電壓上，因此，應盡量減少。通常當PWM的頻率為f時，DSP工作頻率為fc時，這個量化誤差電壓值為
=3.3×（V）（7）
例如，當f=20kHz，=1.65mV，其解析度為1/2000，接近11位D/A晶元的解析度。
可見，當PWM頻率越低，DSP產生定時中斷所需的計數值越大，其量化誤差的影響越小。但是，考慮到輸出低通濾波器的特性，當PWM頻率降低時，產生的諧波頻率也隨之降低，則對於帶寬和截止頻率一定的濾波器來說，就會有更多的低次諧波通過濾波器，這部分諧波疊加在直流量上同樣會產生誤差電壓。因此，本文 D/A轉換的誤差主要來源於這兩個方面，由於兩個誤差具有相互制約性，必須通過折中的方法選取一個合適的PWM載波頻率。表1（通過Matlab模擬）是選用不同的PWM頻率和不同階數的濾波器時的性能比較。模擬時採用截止頻率為2kHz的巴特沃茲濾波器。圖2是當PWM信號頻率為20kHz時，經不同階數濾波器後直流電壓的紋波比較，圖中從上到下依次是二階、三階、四階的濾波效果。圖3是PWM信號頻率為40kHz時，濾波後直流電壓的紋波，圖中從上到下依次為二階、三階、四階的濾波效果。
圖2 f=20kHz時不同階數濾波器時的輸出紋波
圖3 f=40kHz時不同階數濾波器時的輸出紋波
表1 不同階數濾波特性的比較 濾波器 f/kHz 紋波幅值/V D/A位數
二階 20 0.04 6.4
二階 40 0.004 9.7
三階 20 0.0044 9.6
三階 40 0.0005 12.7
四階 20 0.0004 13.0
四階 40 0.00005 16.0
3 模擬濾波器的設計
濾波器按不同的頻域或時域特性要求，可分為巴特沃茲（Butterworth）型，契比雪夫(Chebyshev)型，貝賽爾(Bessel)型，橢圓型等標准型。相同的電路，通過選取不同的R和C參數可以實現不同的類型。其中，巴特沃茲型濾波器具有最平坦的通帶幅頻特性；契比雪夫型特點是通帶內增益有波動，但這種濾波器的通帶邊界下降快；貝賽爾型通帶邊界下降較為緩慢，其相頻特性接近線性；橢圓型的濾波特性很好，但模擬電路復雜，元件選擇較為困難，實現難度大，故不常採用。本設計要求通帶盡量平坦，而且過渡帶和截止帶衰減盡量快，因此，只考慮巴特沃茲型。
模擬二階、三階電路結構如圖4所示。對於圖4(a)所 示 的 二 階 電 路 ， 其 傳 遞 函 數 為
H(s)= （ 8）
對 於 圖 4(b)所 示 的 三 階 電 路 ， 其 傳 遞 函 數 為
H(s)= （ 9）
式 中 ：a0=R1R2R4C1C2C3；
a1=[R4C2C3(R1＋R2)R1R2C1C2]；
a2=[R4C3＋C2(R1＋R2)]。
具 體 參 數 計 算 如 下 。
(a) 二階電路圖 (b) 三階電路圖
圖4 巴特沃茲型濾波電路
3.1 兩階電路參數計算
巴特沃茲二階濾波器的一般表達式為
H(s)=
式中：p=s/ωc；
b1=ωc2R1R2C1C2=1；
b0=ωc(R1C2＋R2C2)=。
取ωc=2πf=4000π時，可得R1=0.68kΩ，R2=10kΩ，C1=0.1μF，C2=0.01μF。實際截止頻率為1930Hz。
3.2 三階電路參數計算
三階巴特沃茲濾波器的一般表達式為
H(s)=
式中：b2=ωc3R1R2R4C1C2C3=1；
b1=ωc2[R4C2C3(R1＋R2)＋R1R2C1C2]=2；
b0=ωc[R4C3＋C2(R1＋R2)]=2。
取ωc=2πf=4000π，可得R1=1.2kΩ，R2=10kΩ，R4=0.4kΩ，C1=0.1μF，C2=0.01μF，C3=0.1μF，實際截止頻率為1989Hz。
4 實驗結果
圖5是採用40kHz頻率時的濾波效果，CH1所示的是經二階模擬濾波器後的直流電壓，CH2所示的是經三階模擬濾波器後的直流電壓，濾波器的具體參數選用同上文，PWM的占空比為0.5。
圖5 不同階濾波效果的比較(1V/div，20μs/div)
圖5中CH1的波形中有較大的紋波毛刺疊加在直流分量上，其輸出平均值在1.6V左右，轉換精度不高。CH2的波形和CH1相比，紋波分量減小很明顯，輸出波形的平均值在1.65V左右，理論分析該波形轉換分辯率可以達到12.7左右，已經接近或達到一般D/A晶元的解析度要求，因此，有較好的應用價值。
5 結語
通過外接濾波電路，DSP輸出的PWM信號可以完成D/A功能的擴展，且合理選擇輸出PWM的頻率和濾波器的階數，可以使轉換的解析度達到12位以上，且外設濾波電路較為簡單，因此，具有一定的應用價值.
2. 集成電路晶元的編碼是怎樣規定的
拿到一些晶元，上面寫著74lvth245a、tms320f2812pgf、74hc08、rtl8201bl、ds1302、ref198等等。這些編碼是如何規定的？有什麼規律？能否看到這些編碼大概知道它是個什麼性能的電路？我們在protel里元件庫中如何快速找到自己想要的晶元？
你說的這些晶元都是很常用的單片機及其外圍晶元，如果你有相關經驗很容易知道，比如第一個是個邏輯晶元，74是數字邏輯晶元的一個族，區別於54系列，後面那個lv表示低電壓low-vol，可能工作在3.3v的電壓下，第二個是ti出的dsp（數字信號處理器），tms320是ti起的名字，在公司的系列產品中有自己的意義，f表示用的是flash存儲，2812是其代碼，還有2407，5402等等，後面是封裝參數。後面那幾個晶元有基本邏輯和時鍾晶元等，這里不再贅述，你上網查這些晶元的pdf全有，不過大多是英文的。
回答你後面的問題：這些編碼有的是行業里的規定，比如74ls，74hc，54..基本的晶元，也有是公司自己起的名字，比如tms320f2812等，要說規律很簡單，你有過設計經驗，用過一些片子就知道的差不多了，要速成可以去看嵌入式硬體設計的書。
protel里找自己的晶元可不容易，你在搜索器件里找一下就可以了，事實上，用protel的老手，全部是用自己畫的器件，以免在具體設計時出現這樣或那樣的偏差。
別學protel了，學那個altiumDesigner吧，他們公司新出的最新版，容易上手功能強大。