基于51單片機(jī)的低頻函數(shù)信號發(fā)生器-文庫吧
2024-10-04 18:45 本頁面
【正文】 波形選擇，計算頻率定時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)信號幅值。 硬件電路的設(shè)計 下圖為函數(shù)發(fā)生器電路原理圖，整個系統(tǒng)由信號輸 出，鍵盤輸入，波形選擇指示等功能模塊電路所構(gòu)成。 信號輸出 INTO 圖 1 函數(shù)發(fā)生器電路原理示意圖 單片機(jī) 獨立鍵盤 與門邏 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 信號輸出電路 信號輸出電路由 D/A 轉(zhuǎn)換器（ 8 位轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 和運放 LM358 組成）和幅值調(diào)節(jié)器組成。第一級的運放 LM324 將電壓幅值調(diào)至 5V~+5V；第二級的運放 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DA 芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，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 /CS： 輸入寄存器選擇信號 /WR1： 輸入寄存器選擇信號 /XFER：數(shù)據(jù)傳送信號 /WR2： DAC 寄存器的寫通選擇信號 Vref： 基準(zhǔn)電源輸入端 Rfb： 反饋信號輸入端 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，有效時間應(yīng)大于 90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯 )； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； CS：片選信號輸入線（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，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負(fù)跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳 輸控制信號輸入線，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， DAC 寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2 的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC 寄存器并開始 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：模擬信號地 DGND：數(shù)字信號地 DAC0832 的工作方式： 根據(jù)對 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)計選用直通方式。 DAC0832 工作時序： DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 當(dāng) ILE 為 1 時，只有當(dāng) /CS、 /WR1 都為 0 時輸入寄存器才允許輸入；當(dāng) /WR /XFER 也都為 0 時，輸入寄存器里的信息才能寫入 DAC 寄存器。根據(jù)實際電路圖我們就可以得到 DAC0832 工作的時序的程序。 鍵盤電路 采用 獨立 式鍵盤，共有 7 個按鍵 ，有四個 波形選擇鍵， 一個頻率加、一個頻率減和一個頻率步進(jìn)量選擇鍵。 任何一個鍵按下 后 都 產(chǎn)生 INT0 鍵盤中斷，通過軟件程序響應(yīng) INT0 鍵盤中斷來讀取鍵碼，實現(xiàn)輸出信號頻率值的 改變 和選擇輸出信號的波形。 液晶顯示 液晶顯示輸出的信號類型和頻率步進(jìn)量，但是沒有顯示輸出信號頻率值和幅值。 電源電路 使用 3 雙輸出工頻 變壓器實現(xiàn) 220V 交流電的降壓， 使用橋式整流電路實現(xiàn)交 直轉(zhuǎn) 換，使用三端集成穩(wěn)壓器 78XX 和 79XX 實現(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 軟件程序是實現(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 個點） ，程序根據(jù)鍵盤輸入的頻率值計算出點與點之間的間隔時間，再換算成 延時 計數(shù)值，通過 延時 中斷循環(huán)從數(shù)據(jù)表中取數(shù)輸出 。 鍵盤中斷（ INT0）程序 進(jìn)入鍵
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