【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)硬件設(shè)計第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計依據(jù)MAX038 輸出頻率的數(shù)控調(diào)節(jié)原理,配合單片機控制,我們可以實現(xiàn)數(shù)控的函數(shù)信號發(fā)生器。 系統(tǒng)總體設(shè)計 ，分別是電源產(chǎn)生電路，頻段選擇電路，按鍵電路，單片機外圍控制電路，D/A轉(zhuǎn)換電路（包括信號的占空比，頻率，幅度控制電路）。 總設(shè)計原理布局圖 基于MAX038 的單片機多波調(diào)頻信號產(chǎn)生器主要由單片機AT89C5MAX038 和8位D/A芯片MAX505 構(gòu)成， 所示。由AT89C51 控制選定波形，MAX505 相應(yīng)地接到MAX038 的FADJ 端和DADJ 端，AT89C51 通過D/A 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制電壓并以近似線性的規(guī)律來調(diào)制頻率和占空比。除此之外，D/A 轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號還要控制MAX038的IIN 引腳的電流輸入用來控制頻率的精密調(diào)節(jié)。從單片機的P0口出來的數(shù)據(jù)除了提供給D/A 外還與LCD的數(shù)據(jù)口共用。AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元。AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶休或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。 外接石英晶體(或陶瓷諾振器)及電容C1, C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1, C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，這里選擇使用石英晶休，我們的電容使用30pF。如使用陶瓷諧振器的話，應(yīng)選擇40pF士10pF的容值的電容。 也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路的情況時，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。 單片機外圍電路如圖中所示，在單片機的I/O口分配上利用率比較高，應(yīng)為I/O資源剛好可以滿足控制設(shè)計的需要，所以不需要另外擴充I/O資源。根據(jù)P0口，P1口，P2口及P3口各自的特點，我們選用P0口作為數(shù)據(jù)口，通過分時復用的方法分別送數(shù)據(jù)給MAX505的A，B，C通道控制頻率和占空比；送數(shù)據(jù)給LCD1602傳送信息顯示數(shù)據(jù)?！?。178。C數(shù)據(jù)輸出口，單片機自身不具備I178。C功能，所以要通過軟件控制實現(xiàn)。另外，P2口與P3口做MAX505,MAX038,4052(段選芯片)，的數(shù)據(jù)控制口及片選口。(RXD),(TXD)做上位機通信口分別接MAX232芯片的OUT輸出IN與輸入引腳。 D/A轉(zhuǎn)換電路（頻率，占空比控制電路） MAX505是8位4通道的D/A轉(zhuǎn)換芯片，內(nèi)部包含邏輯輸入雙緩沖寄存器，可以允許所有的4路模擬量同時更新，也可以通過控制信號進行異步鎖存輸出。MAX505還含有四個獨立的基準電壓輸入，允許分別對四路獨立的D/A進行全程的獨立設(shè)置。所有的邏輯輸入可以是TTL或擇是+5V的COMS。 ，MAX505是8位4路D/A轉(zhuǎn)換芯片。24引腳封裝，：MAX505引腳功能表。 MAX505的封裝圖 MAX505引腳功能表引 腳名 稱功 能1VOUTBDAC B 電壓輸出2VOUTADAC A 電壓輸出3VSS負電壓輸入4VREFDAC B 基準電壓輸入5VREFADAC A 基準電壓輸入6AGND模擬地7DGND數(shù)字地8LADC選通DAC（低電平有效） 9D7數(shù)據(jù)位710D6數(shù)據(jù)位611D5數(shù)據(jù)位512D4數(shù)據(jù)位413D3數(shù)據(jù)位314D2數(shù)據(jù)位215D1數(shù)據(jù)位116D0數(shù)據(jù)位017WR寫輸入（低電平有效）18A1DAC 地址選擇位（高位）19A0DAC 地址選擇位（低位）20VREFDDAC D基準電壓輸入21VREFCDAC C基準電壓輸入22VDD電源23VOUTDDAC D 電壓輸出24VOUTCDAC C 電壓輸出 MAX505內(nèi)含4個獨立的D/A轉(zhuǎn)換電路，每一路都有自己獨自的基準電壓源輸入引腳，可以通過功能控制引腳WR,A0,A1,LADC分別對每一路進行單獨操作,也可以4路同時更新輸出數(shù)據(jù)。 ，MAX505內(nèi)部每一路D/A都有數(shù)字輸入的雙緩沖寄存器。他主要有8位輸入鎖存器、8位DAC鎖存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器和選通控制邏輯四部分組成。選通控制邏輯部分是通過地址線引腳A0,A1控制輸入鎖存器的選通，單獨選擇某一路信號輸出。 MAX505 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖8位輸入寄存器由8個D鎖存器組成，作為輸入數(shù)據(jù)的緩沖器。它的8位輸入數(shù)據(jù)由寫控制輸入引腳WR控制其輸入與鎖存。當WR＝1時輸入鎖存器的輸出隨著輸入變化，當WR＝0時輸入數(shù)據(jù)被鎖存，通過地址線引腳A0,A1控制輸入鎖存器的選通，單獨選擇某一路信號輸出。功能控制引腳WR,A0,A1,。 功能引腳狀態(tài)表LDACWRA1A0所存狀態(tài)HH輸入和DAC數(shù)據(jù)鎖存HLLLDAC A 數(shù)據(jù)鎖存LH4個DAC全部數(shù)據(jù)鎖存LLLLDAC A輸入數(shù)據(jù)寄存器 4個DAC被鎖HLLHDAC B 數(shù)據(jù)鎖存HLHLDAC C 數(shù)據(jù)鎖存HLHHDAC D 數(shù)據(jù)鎖存8位DAC鎖存器也是由8個D鎖存器組成的，它的控制端為LDAC。當LDAC=1時輸出數(shù)據(jù)隨輸入變化，當LDAC=0時將第一級輸出的數(shù)據(jù)鎖存在DAC鎖存器中。8位D/A轉(zhuǎn)換器采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，輸出的是與輸入數(shù)字成比例的電流，需要外接運算放大器，才能得到模擬電壓輸出。 D/A轉(zhuǎn)換電路的電路說明 ，我們用+。我們選用了MAX505的3路D/A輸出分別控制MAX038的DADJ,FADJ和IIN引腳，～+，IIN的輸入要求是0181。A～750181。A的電流。通過一個轉(zhuǎn)換電路將MAX505的輸出是0～。 在MAX038 的DADJ端應(yīng)用一個 ～ + 的電壓控制信號, MAX038 的DADJ引腳上的電壓可控制波形的占空比(定義為輸出波形為正時所占時間的百分數(shù)），并且能夠改善正弦波的波形，可進行脈沖寬度調(diào)制和產(chǎn)生鋸齒波。用DAC A通道做為DADJ的模擬輸入。輸出0～ 當時， （） 當時， （） 在MAX038 的FADJ端選擇DAC B通道，同樣的接法可以實現(xiàn) ～ + 的電壓控制信號。 在MAX038 的IIN端選擇DAC C通道，需要的模擬控制量是0181。A～750181。A的電流，用DAC C通道做為IIN的模擬輸入。輸出