【正文】 22IOUT21IOUTB20AGND19AVDD18DACBL17VINP16VINN15U1AD985012345678910111213J1CON13R3100KR1100KC6470PBNCPOWERINAGNDAGNDAGNDAGNDAGNDC7104 104C8104C5C4104C3103C210410UFC10L1AGNDDGND1 23 45 67 89 10P71 23 45 67 89 10J4VCCVCCRSTRSTRSTWCLKWCLKWCLKFQ_UDFQ_UDFQ_UDD0D0 D0D1D2D3D4D5D6D1 D1D2D2D3D3D4D4D5D5D6D6D7D7D7VCCVCCVCCVCCVCCIOUTVINPQOUTQOUTBIOUTQOUTQOUTB1234J2VINPDDS正弦信號產(chǎn)生電路 圖 33 信號產(chǎn)生電路 2 多功能信號發(fā)生器 7 圖 34 三角波仿真 圖 觸摸屏輸入電路 電阻式觸摸 屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。其主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明的金屬氧化物 (ITO)導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防劃傷的塑料層 (其內(nèi)表面也涂有一層 ITO 涂層 ),在他們之間有許多細(xì)小的（大約 1/1000 英寸）透明間隔點把兩層 ITO 導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通 Y 軸方向的 5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇悖刂破鱾蓽y到這個接通后 ，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與 5V 相比即可得觸摸點的 Y 軸坐標(biāo)，同理得出 X 軸的坐標(biāo)，再通過MSP430F169 實現(xiàn)。 電路圖 如 圖 35 所示 。 觸摸屏顯示電路 顯像原理是將液晶材料置于兩片貼附光軸垂直偏光板之透明導(dǎo)電玻璃間，液晶分子會依配向膜的細(xì)溝槽方向依序旋轉(zhuǎn)排列，如果電場未形成，光線會順利的從偏光板射入，依液晶分子旋轉(zhuǎn)其行進(jìn)方向，然后從另一邊射出。如果在兩片導(dǎo)電玻璃通電之后，兩片玻璃間會造成電場，進(jìn)而影響其間液晶分子的排列，使其分子棒進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，光線便無法穿透，進(jìn)而遮住光源。這樣所得到光暗對比 的現(xiàn)象，叫做扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)，簡稱 TNFE多功能信號發(fā)生器 8 （ twisted nematic field effect）。在電子產(chǎn)品中所用的液晶顯示器，幾乎都是用扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)原理所制成。 圖 35 觸摸液晶顯示電路 圖 AD 采樣電路 在 MSP430F195 單片機中利用其內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC12 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 ADC12 模塊中由以下部分組成：輸入的 16 路模擬開關(guān) ,ADC 內(nèi)部電壓參考源， ADC12 內(nèi)核， ADC時鐘源部分，采集與保持 /觸發(fā)源部分， ADC 數(shù)據(jù)輸出部分， ADC 控制寄存器等組成。 ADC12 的模塊內(nèi)核是 共用的，通過前端的模擬開關(guān)來分別完成采集輸入。 ADC12是一個精度為 12 位的 ADC 內(nèi)核， 1 位非線性微粉誤差， 1 位非線性積分誤差。內(nèi)核在轉(zhuǎn)換時會參 用到兩個參考基準(zhǔn)電壓，一個是參考相對的最大輸入最大值，當(dāng)模擬 開關(guān) 的開關(guān) 輸出的模擬量大于或等于最大值時 ADC 內(nèi)核的輸出數(shù)字量為滿量程，也就是 0xff；另一個則是最小值，當(dāng)模擬開關(guān)輸出的模擬變量小于或等于最大值時， ADC 內(nèi)核輸出的數(shù)字量為最低值，也就是 0x00。而這兩個參考電壓也是可以通過軟件來編程設(shè)置的。 而 所采用的積分行電路的工作原理則是是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間 (脈沖 寬度信號 )或頻率 (脈沖頻率 )，然后由定時器 /計數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點是 用簡單電路就能獲得高分辨率。 峰峰值檢測電路 峰 峰值檢測器是用來檢測交流電壓峰值的電路 , 峰 峰值檢測器 依據(jù)半波整流原理構(gòu)成電路。 交流電源在正半周的一段時間內(nèi) , 通過二極管對電容充電 ， 使電容上的電壓逐漸趨近于峰值電壓。只要 RC 足夠大，可以認(rèn)為其輸出的直流電壓數(shù)值上十分接近于交流電壓的峰值。峰值檢測器是用來檢測交流電壓峰值的電路 ， 最簡單的峰值檢測器依據(jù)半波整流原理構(gòu)成電路。交流電源在正半周的一段時間內(nèi) ， 通過二極管對電容充電 ， 使電容 上的電壓逐漸趨近于峰值電壓。只要 RC 足夠大，可以認(rèn)為其輸出的直流電壓數(shù)值多功能信號發(fā)生器 9 上十分接近于交流電壓的峰值。 為了避免次級輸入電阻的影響 , 可在檢測器的輸出端加一級跟隨器 (高輸入阻抗 )作為隔離級， 同時可在檢測器前加一級比較放大器，使其更 直觀。 峰 峰值檢測電路 如 圖 36 所示 。 U 1 AN E 5 5 3 2 P324 81U 1 BN E 5 5 3 2 P56487R310kΩD11 N 4 0 0 7D21 N 4 0 0 7D31 N 4 0 0 7C11 0 0 n FC21 0 0 181。 FR11 M ΩR220kΩV C C1 2 VV D D12V 圖 36 峰 峰值檢測電路 多功能信號發(fā)生器 10 軟件實現(xiàn) 系統(tǒng)以單片機為控制器，采用 C 語言對單片機進(jìn)行編程。程序主要起導(dǎo)向和決策的作用，它控制整個系統(tǒng)穩(wěn)定協(xié)調(diào)的運作。系統(tǒng)各種功能主要通過調(diào)用具體的子程序來實現(xiàn)， 主要負(fù)責(zé) 波形及參數(shù)，控制檔位的切換和人 機交互。 而 人機交互采用觸摸彩屏輸入，通過觸摸彩屏可設(shè)置波形類型、頻率等參數(shù)。 其主要流程圖如 圖 37 所示。 開 始芯 片 內(nèi) 部 資 源 初 始 化L E D 初 始 化 及 開 機 界 面主 菜 單頻 率 及 參 數(shù) 設(shè) 置工 作 界 面 及 波 形 輸 出反 饋 調(diào) 節(jié)進(jìn) 入 菜 單 ？NY選 擇 波 形 類 型 圖 37 主要流程圖 多功能信號發(fā)生器 11 4 系統(tǒng)測試 主要測試用的儀器 ① TDS1002 數(shù)字示波器； ② 自制電源 ； ③ UT39A 數(shù)字萬用表 。 指標(biāo)測試結(jié)果 各項指標(biāo)如 表 41 所示。 表 41 測試結(jié)果 設(shè)定頻率 （ Hz） 正弦波 方波 三角波 實際頻率 (Hz) 測量誤差 實際頻率 (Hz) 測量誤差 實際頻率 (Hz) 測量誤差 50 49 2% 49 2% 49 2% 100 100 0% 101 1% 101 1% 500 500 0% 500 0% 500 0% 1000 999 % 1000 0% 1000 0% 2020 1999 % 2020 % 2020 % 5000 4999 0% 4999 0% 4999 0% 10000 10002 0% 10002 0% 10002 0% 20200 20202 0% 20202 0% 20202 0% 50000 50005 0% 50006 0% 50006 0% 100000 100008 0% 100007 0% 100007 0% 250000 250005 0% 250008 0% 250008 0% 500000 500006 0% 500009 0% 500009 0% 1000000 1000009 0% 1000010 0% 1000010 0% 多功能信號發(fā)生器 12 參考文獻(xiàn) [1] 劉樹林 .低頻電子線路 [M].機械工業(yè)出版社， (缺年份 ) [2] 童長飛 .C8051F 系列單片機開發(fā)與 C 語言編程 [M].北京航空航天大學(xué)出版 社， (缺年份 ) [3] 石雄等 .DDS 芯片 AD9850 的工作原理及其與單片機的接口 [J].國外電子元器件， 2020 [4] 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會 .全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編 [M].北京理工大學(xué)出版社， (缺年份 ) [5] 高衛(wèi)東等 .AD9850 DDS 芯片信號源的研制 [J].實驗室研究與探索 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18IO 1021IO 1120IO 1219IO 1318IO 1417IO 1516IO 27IO 36IO 45IO 54IO 63IO 72IO 823IO 922VCC24GND12U1HCF4067BEYA10B11C14D13INH15IO COM X1IO 09IO 18IO 1021IO 1120IO 1219IO 1318IO 1417IO 1516IO 27IO 36IO 45IO 54IO 63IO 72IO 823IO 922VCC24GND12U2HCF4067BEY474C147KR120KR2R32KR4R53KR6R7660R8473C5472C7100 Hz500 Hz1Khz5K Hz10K Hz50K Hz100K Hz500K Hz220R1047R111M Hz5M Hz474C2474C3474C4473C6472C8472C9472C10GND1 2 3 4P1Header 48326