【文章內容簡介】 系統(tǒng)硬件設計第二章 系統(tǒng)硬件設計依據MAX038 輸出頻率的數控調節(jié)原理,配合單片機控制,我們可以實現數控的函數信號發(fā)生器。 系統(tǒng)總體設計 ，分別是電源產生電路，頻段選擇電路，按鍵電路，單片機外圍控制電路，D/A轉換電路（包括信號的占空比，頻率，幅度控制電路）。 總設計原理布局圖 基于MAX038 的單片機多波調頻信號產生器主要由單片機AT89C5MAX038 和8位D/A芯片MAX505 構成， 所示。由AT89C51 控制選定波形，MAX505 相應地接到MAX038 的FADJ 端和DADJ 端，AT89C51 通過D/A 轉換器的數據產生控制電壓并以近似線性的規(guī)律來調制頻率和占空比。除此之外，D/A 轉換的數字信號還要控制MAX038的IIN 引腳的電流輸入用來控制頻率的精密調節(jié)。從單片機的P0口出來的數據除了提供給D/A 外還與LCD的數據口共用。AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數據存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元。AT89C51中有一個用于構成內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成并聯振蕩電路。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，應為I/O資源剛好可以滿足控制設計的需要，所以不需要另外擴充I/O資源。根據P0口，P1口，P2口及P3口各自的特點，我們選用P0口作為數據口，通過分時復用的方法分別送數據給MAX505的A，B，C通道控制頻率和占空比；送數據給LCD1602傳送信息顯示數據?！?。178。C數據輸出口，單片機自身不具備I178。C功能，所以要通過軟件控制實現。另外，P2口與P3口做MAX505,MAX038,4052(段選芯片)，的數據控制口及片選口。(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轉換電路（頻率，占空比控制電路） MAX505是8位4通道的D/A轉換芯片，內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數字地8LADC選通DAC（低電平有效） 9D7數據位710D6數據位611D5數據位512D4數據位413D3數據位314D2數據位215D1數據位116D0數據位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內含4個獨立的D/A轉換電路，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路同時更新輸出數據。 ，MAX505內部每一路D/A都有數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 內部結構原理框圖8位輸入寄存器由8個D鎖存器組成，作為輸入數據的緩沖器。它的8位輸入數據由寫控制輸入引腳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時輸入數據被鎖存，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數據鎖存HLLLDAC A 數據鎖存LH4個DAC全部數據鎖存LLLLDAC A輸入數據寄存器 4個DAC被鎖HLLHDAC B 數據鎖存HLHLDAC C 數據鎖存HLHHDAC D 數據鎖存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時輸出數據隨輸入變化，當LDAC=0時將第一級輸出的數據鎖存在DAC鎖存器中。8位D/A轉換器采用T型電阻網絡實現D/A轉換，輸出的是與輸入數字成比例的電流，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。通過一個轉換電路將MAX505的輸出是0～。 在MAX038 的DADJ端應用一個 ～ + 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），并且能夠改善正弦波的波形，可進行脈沖寬度調制和產生鋸齒波。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 ～ + 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