【正文】 p MAX038 as the main device signal, through an external circuit controls the frequency of the signal. Eventually reached more than a range of adjustable frequency clock waveform signal generator Keywords: Signal， Generator， Frequency， MAX038， Integration 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 目 錄 第一章 緒論 ............................................................ 1 概述 ............................................................ 1 信號發(fā)生器的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................ 1 設(shè)計主要研究內(nèi)容 ................................................ 2 第二章 信號發(fā)生器多種方案的比較 ........................................ 3 方案一 .......................................................... 3 方波產(chǎn)生電路 .............................................. 3 方波變?nèi)遣? .............................................. 3 方波轉(zhuǎn)換為正弦波 .......................................... 4 方案二 .......................................................... 4 方案三 .......................................................... 5 方案四 .......................................................... 5 第三章 信號發(fā)生器的主要元器件介紹 ...................................... 6 控制芯片 AT89C51 ................................................. 6 分頻器 MC145151 ................................................. 7 主要電參量 ................................................ 8 高速 D/A 轉(zhuǎn)換器 MAX7541 ........................................... 8 概述 ...................................................... 8 I/O 接口擴(kuò)展芯片 ............................................... 10 概述 ..................................................... 10 8255 結(jié)構(gòu) ................................................. 10 特性 ..................................................... 11 工作方式 ................................................. 12 信號產(chǎn)生芯片 MAX038 ............................................ 13 概述 ......................................................... 13 MAX038 的性能特點 ......................................... 13 MAX038 的管腳功能引腳號名稱功能 ........................... 14 信號波形選擇 ............................................. 15 第四章 波形發(fā)生器電路設(shè)計 ............................................. 17 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 波形發(fā)生器的電路框圖設(shè)計 ....................................... 17 信號發(fā)生器的電路圖 ............................................. 17 信號發(fā)生器的顯示電路 ...................................... 17 信號發(fā)生器的 I/O 擴(kuò)展電路 .................................. 18 信號發(fā)生器的頻率控制和波形產(chǎn)生電路 ........................ 18 鍵盤電 路 ................................................. 19 驅(qū)動電路 ................................................. 19 第五章 軟件流程圖 ..................................................... 20 結(jié) 論 ................................................................. 21 參考文獻(xiàn) .............................................................. 23 附錄二：鍵盤電路 ...................................................... 26 附錄三：驅(qū)動電路 ...................................................... 27 謝 辭 ................................................................. 28 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 1 第一章 緒論 概述 當(dāng)今世界處在信息時代，疊彩紛呈，千變?nèi)f化的電子產(chǎn)品已經(jīng)遍布人類生活的 任何角落，不論是與生活和生產(chǎn)息息相關(guān)的日常用品，還是與宇宙探索和科學(xué)研究的高端工具都離不開電子儀器，而信號發(fā)生器是電子領(lǐng)域必不可少的工具，所以設(shè)計各類的信號發(fā)生器顯得尤為重要，本次設(shè)計主要是以 信號輸出頻率高、波形穩(wěn)定、失真小、可控性強(qiáng) 的 MAX038 產(chǎn)生基本信號（三角波、方波、正弦波）的中心器件，然后在以大規(guī)模集成的分頻器 MC145151 輔以 AT89C51 來控制頻率的變換，同時單片機(jī)還有一個作用，那就是選擇波形的輸出。利用信號進(jìn)行儀器的控制已是自動控制理論中的一個重要的手段。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，其電路中使用的器件可以是分離器件，也可以是集成器件，目前各類學(xué)校廣泛使用的是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，雖然功能齊全、性能指標(biāo)高，但價格較貴。傳統(tǒng)的函數(shù)信號波形發(fā)生器通常由晶體管、運(yùn)放 IC 等分立元件制成。那么，一個幅度、頻率、穩(wěn)定性、占空比以及波形可調(diào)的信號發(fā)生器的設(shè)計和完成更具有實際價值。 函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途，目前廣泛使用的是一些標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，雖 然功能齊全、性能指標(biāo)較高，但是價格較貴，而且許多功能用不上。因此，信號發(fā)生器和示波器、電壓表、頻率計等儀器一樣是最普通、最基本的，也是應(yīng)用最廣泛的電子儀器之一，幾乎 所有的電參量的測量都需要用到信號發(fā)生器。所有的這些社會需求以及微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)等本身的不斷進(jìn)步都極大刺激了頻率合成器技術(shù)的發(fā)展。 方波產(chǎn)生電路 使輸入電壓經(jīng)過一定的外圍參數(shù)構(gòu)成的電壓比較器，高于參考電壓為地，如果正向輸入端電壓高于接地端，輸出高電平，反之，輸出低電平，產(chǎn)生方波。在 R1 和 C1過后的節(jié)點處波形是三角波，最后輸出是正弦波?？梢允褂冒存I掃描來實現(xiàn)波形 和頻率 的變化 。 DDS 累加器的步長由累加步長控制模塊控制， 設(shè)計頻率顯示模塊顯示輸出頻率。 方案二：原理和硬件都比較簡單，但是信號波形由于是軟件實 現(xiàn)，所以容易受到 干擾，故輸出波形不穩(wěn)定。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。當(dāng) P1口的管腳第 一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時當(dāng) 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。注意加密方式 1時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 分頻器 MC145151 MC14515l 的結(jié)構(gòu)和原理 圖 32 MC145151 管腳圖 MC145l51 是 28腳陶瓷或塑料封裝形， 由 14 位并行輸入數(shù)據(jù)線編程的鎖相環(huán)頻率合成器。當(dāng) fV 相位超前時 ,PDout 輸出負(fù)脈沖； 當(dāng) fv 相位滯后時 ， PDout 輸出正脈沖。 Φ R、Φ V( 9腳 )：鑒相器雙端輸出； fv(1O 腳 )：247。 N計數(shù)器計數(shù)時，這些輸入端向247。 T／ R(2 腳 )：收／發(fā)控制端 這個輸入端可控制向 N輸入端提供附加數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生收發(fā)頻差，其頻差一般等于收發(fā)信機(jī)的中頻。還有一個重要特點是 : MAX7541 的所有輸入均與 CMOS和 TTL 電平兼容。 ●準(zhǔn)確度 :1LSB 。 2 引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 33 MAX7541 的引腳排列 圖 34 MAX7541 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 33 所示是 MAX7541 的引腳排列圖 , 各引腳功能如下 : VREF : DAC 轉(zhuǎn)換器的電壓參考輸入端 , 其電壓值在177。 BIT1～ BIT12 :數(shù)字量輸出 ,BIT1 為最高位 。 3 MAX7541 的輸入與輸出 18RFB16VDD17VREF15BT1214BT1113BT1012BT911BT810BT79BT68BT57BT46BT35BT24BT13GND2OUT21OUT1MAX7541*Component_1 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 10 MAX7541 有兩種輸出方式 ,即單極性輸出和雙極 ，如圖 35和圖 36. 圖 35 單極性輸出電路 圖 36 雙極性輸出電路 I/O 接口擴(kuò)展芯片 概述 8255是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片，有 3個 8位并行 I/O 口。 8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的 3個 總線接口 ，即數(shù)據(jù)線、 地址線 、控制線接口。由于 8255具有 3個通道 A、 B、 C，所以只要兩根 地址線 就能尋址 A、 B、 C 口及 控制寄存器 ，故 地VCC26D034D628D529D430D331D232D133CS6RESET35A18A09WR36RD5D727GND7PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PA04PC611PC7108255A*C