【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 () 當(dāng) 2INIA?? 時(shí) ， 2 .5 0 1 .2 52IN VRMA?? ? ?；當(dāng) 750INIA?? 時(shí) ，2 .5 0 3 .3 3750IN VRKA?? ? ?， 為了使數(shù)字控制能夠使 2 ~ 750INI A A??? 實(shí)現(xiàn) ， 我們?cè)贒/A轉(zhuǎn)換模塊使用圖 。當(dāng)數(shù)字量為 00H時(shí) ， OUTbV 輸出為0V 。 MAX038的 10腳 IIN有 2A? 的電流輸入。當(dāng)數(shù)字量為 FFH時(shí) ， OUTbV 輸出為基準(zhǔn)電壓 。 MAX038的 10腳 IIN有 750A? 的電流輸入。用公式（ ）（ ）可以檢驗(yàn) ， 確定表 。 頻率、幅值、占空比 控制 MAX038的核心部分是一個(gè)電流控 制的振蕩器，通過(guò)恒定電流對(duì)外部電容 CF充電和放電，獲得三角波、方波和正弦波信號(hào)輸出。充放電電流由流進(jìn) MAX038的 IIN引腳的電流控制，由加在引腳 DADJ、 FADJ上的電壓調(diào)整。電路的振蕩頻率為：0 ( 1 ) ( 1 ) /F A D J IN F A D J Ff f V I V C? ? ? ?波形的占空比為：0 .5 0 .1 7 4 DADJTV?? 。 當(dāng) 時(shí)， IIN可設(shè)為 0FADJVV? 時(shí)， INI 可設(shè)為 2~750 A? ，對(duì)應(yīng)中心頻率 為 350:1的變化；當(dāng) FADJV ? 177。 時(shí)，調(diào)制頻偏為 177。 70%。 DADJV 控制外部電容 FC 充、放電電流的比值，當(dāng) 0DADJVV? 時(shí)，波形的占空比為 50%；當(dāng) DADJV ?177。 ，占空比 為 10%～ 90%。在 FADJ和 DADJ端口的內(nèi)部，設(shè)置了 250A? 的下拉電源流，可簡(jiǎn)化外部電路設(shè)計(jì)，僅用電阻 FR （ 連接引腳 FADJ和 基準(zhǔn)電壓的可變電阻 ） 和（連接引腳 DADJ和 基準(zhǔn)電壓的可變電阻）就可以對(duì)頻偏和占空比進(jìn)行調(diào)整。 IIN引腳由內(nèi)部的運(yùn)放強(qiáng)制為虛地，故僅用電阻 INR 就能調(diào)整輸入徐州師范大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 多 波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 10 電流 INI ，實(shí)現(xiàn)中心頻率的調(diào)節(jié)。 的基準(zhǔn)電壓源主要用于提供 INI 電流和FADJV 、 DADJV 電壓，其溫度系數(shù)典型值為 20ppm/℃ ，負(fù)載電流小于 4mA 。 通過(guò)控制 8選 1模擬開(kāi)關(guān) CD4051 來(lái)選擇 FC 的電容量，從而確定頻率范圍。本系統(tǒng)共有 8 個(gè)頻段供切換，輸出頻率范圍與 FC 的對(duì)應(yīng)關(guān)系如 下 表 所示。 表 輸出頻率范圍與 FC 的對(duì)應(yīng)關(guān)系 波段 FC 電容值 頻率范圍 1 20pF 2MHz～ 20MHz 2 100pF 200kHz～ 2MHz 3 1000pF 20kHz～ 200KHz 4 F 2KHz～ 20KHz 5 F 200Hz～ 2KHz 6 1μ F 20Hz～ 200Hz 7 10μ F 2Hz～ 20Hz 8 100μ F ～ 2Hz MAX038 內(nèi)部有一個(gè) 的基準(zhǔn)電壓源，由 REF 引腳輸出?；鶞?zhǔn)電壓源由兩個(gè) LF353 及電阻電容組成，分別組成放大倍數(shù)為 ＋ 1 和 － 1 的緩沖器，因而得到177。 的基準(zhǔn)電源。這個(gè)電壓源對(duì)整機(jī)的性能很重要，因?yàn)楦骺刂齐娐肪枰搮⒖驾斎搿? 在 應(yīng)用中， MAX038 通?？梢詥为?dú)承擔(dān)函數(shù)信號(hào)輸出的功能，通過(guò)外部的電阻和電容的調(diào)節(jié)，完成特定頻率和幅值的信號(hào)輸出。 輸出信號(hào)的放大處理 由于 MAX038 的輸出信號(hào)為恒定的 2V（ pp），且輸出電流不高，所以必須在輸出級(jí)至少有一級(jí)放大電路來(lái)提供足夠的輸出電壓和電流，以滿(mǎn)足一般使用要求。以下是放大電路設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)考慮： ● 首先，放大電路要求具有很高的頻寬，因?yàn)檩敵鲂盘?hào)最大基頻為 20MHz，其三角波和矩形波的高次諧波成分很高，只有高寬頻才能得到不失真的輸出波徐州師范大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 多 波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 11 形。 ● 其次，高頻大信號(hào)放大要求放大電路有足夠 的輸出 電壓轉(zhuǎn)換速率。 ● 另外，要帶動(dòng)低阻負(fù)載，放大電路的電流輸出能力也是個(gè)重要參數(shù)。要在 1KΩ 負(fù)載上輸出 5V信號(hào)，則放大器至少要有的連續(xù)電流輸出能力。 本章小結(jié) 本章主要講述了基于 MAX038 芯片的多波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)原理，該方案能產(chǎn)生正弦波、三角波和方波。 接著介紹了 MAX038 集成函數(shù)發(fā)生器芯片的性能與特點(diǎn)，并分析了改芯片的結(jié)構(gòu)組成和各模塊的功能。隨后介紹了由 MAX038構(gòu)成的 10Hz～ 100KHz 多功能信號(hào)源的設(shè)計(jì)過(guò)程。 徐州師范大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 多 波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 12 3．系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 依據(jù) MAX038輸出頻率的數(shù)控調(diào)節(jié)原理 ， 配 合單片機(jī)控制 ， 我們可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 整機(jī)由圖 ， 分別是電源產(chǎn)生電路 ， 頻段選擇電路 ，按鍵電路 ， 單片機(jī)外圍控制電路（包括信號(hào)的占空比 ， 頻率 ， 幅度控制電路）。 信 號(hào) 發(fā) 生 芯 片M C U譯 碼 電 路 運(yùn) 放 幅 度 控 制顯 示 模 塊波 形 信 號(hào) 檢 測(cè)鍵 盤(pán) 輸 入 控 制波 形 選 擇 占 空 比 控 制幅 度 調(diào) 節(jié)波 形 輸 出 圖 總設(shè)計(jì)原理布局圖 基于 MAX038 的單片機(jī)多波調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生器主要由單片機(jī) AT89C5 MAX038構(gòu)成 ， 如圖 所示。由 AT89C52 的 和 ， AT89C52 通過(guò)產(chǎn)生控制電壓 并以近似線性的規(guī)律來(lái)調(diào)制頻率和占空比。 單片機(jī)介紹及外圍電路 AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 型 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同 時(shí)內(nèi)含 2徐州師范大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 多 波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 13 個(gè)外中斷口， 3個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ， 2個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫(xiě) 口 。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 AT89C52中有一個(gè)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(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。 外接石英晶體及電容 C1， C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容 C1， C2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求 ， 但電容容量的 大小會(huì)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 體 。也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路的情況時(shí) ， 外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1端 ， 即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端 ， XTAL2則懸空。 徐州師范大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 多 波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 14 1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 0T 2 / P 1 . 0T 2 E X / P 1 . 1P 1 . 3P 1 . 2R x D / P 3 . 0T x D / P 3 . 1I N T 0 / P 3 . 2I N T 1 / P 3 . 3T 0 / P 3 . 4T 1 / P 3 . 5W R / P 3 . 6R D / P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N DR S TP 1 . 7P 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 2 . 2 / A 1 0P 0 . 0 / A D 0P 0 . 1 / A D 1P 0 . 2 / A D 2E A / V P PA L E / P R O GP S E NP 2 . 0 / A 8P 2 . 1 / A 9P 2 . 3 / A 1 1P 2 . 4 / A 1 2P 2 . 5 / A 1 3P 2 . 6 / A 1 4P 2 . 7 / A 1 5P 0 . 7 / A D 7P 0 . 6 / A D 6P 0 . 5 / A D 5P 0 . 4 / A D 4P 0 . 3 / A D 3V C CA T 8 9 C 5 2 圖 AT89C52芯片外觀及引腳 圖 中的芯片 是 Atmel公司的單片機(jī)芯片 AT89C52，工作在 ，其 MAX038的 A0和 A1相連，用于選擇輸出波形； KEY為單片機(jī)的外圍 4 4鍵盤(pán)接口，它和單片機(jī)的 ～ ， ～ 1～ 4，～ 1～ 4。 徐州師范大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 多 波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 15 1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0 2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 0T 2 / P 1 . 0T 2 E X / P 1 . 1P 1 . 3P 1 . 2R x D / P 3 . 0T x D / P 3 . 1T 0 / P 3 . 4T 1 / P 3 . 5R D / P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N DR S TP 1 . 7P 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 2 . 2 / A 1 0P 0 . 0 / A D 0P 0 . 1 / A D 1P 0 . 2 / A D 2P 2 . 0 / A 8P 2 . 1 / A 9P 2 . 3 / A 1 1P 2 . 4 / A 1 2P 2 . 5 / A 1 3P 2 . 6 / A 1 4P 2 . 7 / A 1 5P 0 . 7 / A D 7P 0 . 6 / A D 6P 0 .