基于單片機(jī)的低頻任意信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作硬件部分-文庫(kù)吧資料
2024-11-01 18:21本頁(yè)面
【正文】 個(gè)運(yùn)算放大器。 2 真差動(dòng)輸入級(jí) 。 NCD4D5D6D7 D 0D1D2D3VCC VEEIOGNDC O M P12345678 910161514131211VRE F+VRE F 圖 24 DAC0808 簡(jiǎn)化電路 圖 25 DAC0808 引腳圖 信號(hào) 放大模塊 對(duì)信號(hào)的變換部分采用 四運(yùn)放集成 芯片 LM324， 它采用 14 腳雙列直插塑料封裝 ， 它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器 。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常需要的是電壓信號(hào)，電流信號(hào)與電壓信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換可由運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。 DAC0808 的電源極性： VCC=+5V，VEE=15V， VREF=+15V。 DAC0808 是八位電流輸出型 D/A 轉(zhuǎn)換器件，由 4腳輸出轉(zhuǎn)換電流 。這個(gè) DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào) OE 為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允 許 Q0~Q7 輸出， OE 為高電平時(shí)，輸出懸空。 圖 23 D/A 轉(zhuǎn)換模塊原理圖 74LS373 引腳功能： (1) 1腳是輸出使能 (OE),是低電平有效 ， 當(dāng) 1 腳是高電平時(shí) ,不管輸入 1 1 1 18 如何 ， 也不管 11腳 (鎖存 控制端 G)如何 ， 輸出 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài) (或者叫浮空狀態(tài) )； (2)當(dāng)1腳是低電平時(shí) ,只要 11腳 (鎖存控制端 G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿 ， 輸出 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳 1 1 118 的狀態(tài) 。 D/A 轉(zhuǎn)換 模塊 本設(shè)計(jì) D/A 轉(zhuǎn)換部分采用 DAC0808 芯片，由于它不帶鎖存器，故在使用時(shí)必須加74LS373 進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存。 第 15 腳：背光源正極 。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地 時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 表 21 LCD1602 的引腳功 能表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 接口由 RS、 RW 口控制 需要顯示的內(nèi)容 ，而BD0BD7 用來(lái) 控制 顯示的 數(shù)字 。本設(shè)計(jì)采用的是內(nèi)部振蕩方式 。外部振蕩方式是把已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。電容值一般為 5～ 30pF。內(nèi)部振蕩方式如圖 315 所示。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器，并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。系統(tǒng)上電時(shí)， 7 在 RC 電路充電過程中，由于電容兩端電壓不能跳變，故使 RESET 端電平呈高電位，系統(tǒng)復(fù)位。 單片機(jī)的復(fù)位是靠外電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖（ 2 個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。 圖 21 最小系統(tǒng)原理圖 鍵盤接口使用了 接口， 通過軟件編程來(lái)選擇各種波形、幅值電壓和頻率 。它不但容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)，而且還有較好的性價(jià)比。 根據(jù)以上原則，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。 (6)系統(tǒng)的擴(kuò)展及各功能模塊的設(shè)計(jì)在滿足系統(tǒng)功能要求的 基礎(chǔ)上，應(yīng)適當(dāng)留有余地，以備將來(lái)修改、擴(kuò)展之需。 (5)單片機(jī)外接電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力。所以，選擇軟件方案時(shí)，要考慮到這些因素。硬件結(jié)果與軟件方 案會(huì)產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。 (2)系統(tǒng)的擴(kuò)展與外圍設(shè)備配置的水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求。二是系統(tǒng)配置，即按照功能要求配置外圍設(shè)備如顯示器、 D/A 轉(zhuǎn)換等，要設(shè)計(jì)合適的電路。以上對(duì)設(shè)計(jì)中可能遇到的較為重要的問題進(jìn)行了分析并提出了解決方法，基本上可以解決。在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)每一個(gè)電路模塊仔細(xì)檢查，查閱其他書籍進(jìn)行校對(duì)，還要進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，以確保設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。 大部分的芯片及器件都可以通過網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買，所以器件的選擇 完全可行。因此我們?cè)O(shè)計(jì)中采用方案 三 。 方案三： AT89C51 芯片中只有一路模擬輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出，這種情況下 CPU 對(duì) DAC0808 執(zhí)行一次寫操作，則把一個(gè)數(shù)據(jù)直接寫入 DAC 寄存器， DAC0808 的輸出模擬信號(hào)隨之對(duì)應(yīng)變化。方波、鋸齒波、三角波用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn) , 正弦波、余弦波用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)法 (CORDIC)實(shí)現(xiàn) 。同時(shí)由于 EDA 技術(shù)中 FPGA 芯片具有在系統(tǒng)可編程特性，因此該信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)可像軟件一樣隨時(shí)更改，這就為系統(tǒng)地維護(hù)帶來(lái)了方便 。 4 1 總體方案確定 可行性方案 方 案一 ： AT89S51 芯片中每一路模擬輸出與 DAC0808 芯片相連，構(gòu)成多個(gè) DAC0808同步輸出電路，輸出波形穩(wěn)定，精度高，但是第二級(jí) DAC0808 輸出，發(fā)生錯(cuò)誤并且電路連接復(fù)雜。所以一種既能滿足一定頻率和波形性能 又價(jià)
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