基于51單片機(jī)的低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器-文庫(kù)吧
2025-09-20 18:45 本頁(yè)面
【正文】 波形選擇，計(jì)算頻率定時(shí)值和波形輸出程序控制波形輸出，并可用調(diào)節(jié)旋鈕連續(xù)調(diào)節(jié)信號(hào)幅值。 硬件電路的設(shè)計(jì) 下圖為函數(shù)發(fā)生器電路原理圖，整個(gè)系統(tǒng)由信號(hào)輸 出，鍵盤(pán)輸入，波形選擇指示等功能模塊電路所構(gòu)成。 信號(hào)輸出 INTO 圖 1 函數(shù)發(fā)生器電路原理示意圖 單片機(jī) 獨(dú)立鍵盤(pán) 與門(mén)邏 輯 D/A 轉(zhuǎn)換 幅值調(diào)節(jié) 液晶顯示 圖 2 函數(shù)發(fā)生器硬件電路原理全圖 信號(hào)輸出電路 信號(hào)輸出電路由 D/A 轉(zhuǎn)換器（ 8 位轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 和運(yùn)放 LM358 組成）和幅值調(diào)節(jié)器組成。第一級(jí)的運(yùn)放 LM324 將電壓幅值調(diào)至 5V~+5V；第二級(jí)的運(yùn)放 LM358 將電壓幅值進(jìn)一步調(diào)至 8V~+8V。 ADC0832 的介紹 ： DAC0832是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集 成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 D/A 轉(zhuǎn)換器由 8 位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。 D0~D7：八位數(shù)據(jù)輸入端 ILE： 數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào) /CS： 輸入寄存器選擇信號(hào) /WR1： 輸入寄存器選擇信號(hào) /XFER：數(shù)據(jù)傳送信號(hào) /WR2： DAC 寄存器的寫(xiě)通選擇信號(hào) Vref： 基準(zhǔn)電源輸入端 Rfb： 反饋信號(hào)輸入端 Iout1: 電流輸出 1 Iout2: 電流輸出 2 Vcc: 電 源輸入端 AGND: 模擬地 DGND: 數(shù)字地 DAC0832 結(jié)構(gòu)： D0～ D7： 8 位數(shù)據(jù)輸入線， TTL 電平，有效時(shí)間應(yīng)大于 90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò) )； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效； CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由 ILE、 CS、 WR1 的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng) LE1 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳 輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； WR2： DAC 寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由WR XFER 的邏輯組合產(chǎn)生 LE2，當(dāng) LE2 為高電平時(shí)， DAC 寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2 的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC 寄存器并開(kāi)始 D/A 轉(zhuǎn)換。 IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1 值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變 Rfb 端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量 程精度； Vcc：電源輸入端， Vcc 的范圍為 +5V～ +15V； VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線， VREF 的范圍為 10V～ +10V； AGND：模擬信號(hào)地 DGND：數(shù)字信號(hào)地 DAC0832 的工作方式： 根據(jù)對(duì) DAC0832 的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式， DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。本設(shè)計(jì)選用直通方式。 DAC0832 工作時(shí)序： DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 當(dāng) ILE 為 1 時(shí)，只有當(dāng) /CS、 /WR1 都為 0 時(shí)輸入寄存器才允許輸入；當(dāng) /WR /XFER 也都為 0 時(shí)，輸入寄存器里的信息才能寫(xiě)入 DAC 寄存器。根據(jù)實(shí)際電路圖我們就可以得到 DAC0832 工作的時(shí)序的程序。 鍵盤(pán)電路 采用 獨(dú)立 式鍵盤(pán)，共有 7 個(gè)按鍵 ，有四個(gè) 波形選擇鍵， 一個(gè)頻率加、一個(gè)頻率減和一個(gè)頻率步進(jìn)量選擇鍵。 任何一個(gè)鍵按下 后 都 產(chǎn)生 INT0 鍵盤(pán)中斷，通過(guò)軟件程序響應(yīng) INT0 鍵盤(pán)中斷來(lái)讀取鍵碼，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻率值的 改變 和選擇輸出信號(hào)的波形。 液晶顯示 液晶顯示輸出的信號(hào)類(lèi)型和頻率步進(jìn)量，但是沒(méi)有顯示輸出信號(hào)頻率值和幅值。 電源電路 使用 3 雙輸出工頻 變壓器實(shí)現(xiàn) 220V 交流電的降壓， 使用橋式整流電路實(shí)現(xiàn)交 直轉(zhuǎn) 換，使用三端集成穩(wěn)壓器 78XX 和 79XX 實(shí)現(xiàn) 正負(fù) 直流電壓的調(diào)整和穩(wěn)壓，分別提供 177。5V 和177。 9V 直流電壓輸出。 軟件程序的設(shè)計(jì) 軟件程序是實(shí)現(xiàn)任意函數(shù)發(fā)生器的核心， 輸出波 形的數(shù)值以數(shù)據(jù)表的形式嵌入在程序中（每周期 128 個(gè)點(diǎn)） ，程序根據(jù)鍵盤(pán)輸入的頻率值計(jì)算出點(diǎn)與點(diǎn)之間的間隔時(shí)間，再換算成 延時(shí) 計(jì)數(shù)值，通過(guò) 延時(shí) 中斷循環(huán)從數(shù)據(jù)表中取數(shù)輸出 。 鍵盤(pán)中斷（ INT0）程序 進(jìn)入鍵
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