【正文】 形 成 器比 較 器相 位 檢 測 器多 路 選 擇 器1 72 056C O S CG N DF A D JD A D J871 0CIRRR 2 5 0 V A1V R E F2 . 5 VV +V 5 V+ 5 V正 弦三 角 波方 波A 0A 1輸 出 級341 9+ 5 V1 5 1 6D V +O U TR L C LS Y N CP D 0P D 11 41 21 32 、 9 、 1 1 、 1 8G N DO S C AO S C BD G N D 圖 MAX038內(nèi)部電路圖 MAX038 內(nèi)部還有正弦整形電路、比較器、復用器以及鑒相器電路，它們共同實現(xiàn)了正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波和脈沖波的生成。如果不用相位檢波器則接地 14 SYNC TTL／ CMOS兼容的同步輸出端，可由 DGND至 DV+間的電壓作為基準 15 DGND 數(shù)字地。 芯片引腳 1 82 01 91 71 61 51 41 31 21 11254367891 0O U TV G N DV +D V +D G N DS Y N CP D IP D OG N DI I NG N DF A D JD A D JC O S CA 1A 0R E FG N DG N DM A X IMM A X 0 3 8 圖 MAX038 引腳圖 表 MAX038引腳名稱及功能 徐州師范大學本科生 畢業(yè)設計 多 波形函數(shù)信號發(fā)生器 的設計 5 引腳號 名 稱 功 能 1 REF V帶隙基準電壓輸出端 2 GND 地 3 A0 波形選擇輸入端， TTL／ CMOS兼容 4 A1 波形選擇輸入端， TTL／ CMOS兼容 5 COSC 外部電容連接端 6 GND 地 7 DADJ 占空比調(diào)整輸入端 8 FADJ 頻率調(diào)整輸入端 9 GND 地 10 Iin 用于頻率控制的電流輸入端 11 GND 地 12 PDO 相位檢波器輸出端。 6)低溫度漂移： 200 PPM／ ℃ 。 5）采用 177。 2)頻率范圍從 ～ 20MHz， 最高可達 40MHz， 各種波形的輸出幅度均為 2V 3)占空比調(diào)節(jié)范圍寬 ， 占空比和頻率均可單獨調(diào)節(jié) ， 二者互不影響 ， 占空比最大調(diào)節(jié)范圍是 10％～ 90％。內(nèi) 有 主振蕩器、波形變換電路、波形選擇多路開關、 基準電壓源、相位檢測器、同步脈沖輸出及波形輸出驅(qū)動電路徐州師范大學本科生 畢業(yè)設計 多 波形函數(shù)信號發(fā)生器 的設計 4 等。而方案四雖然能達到很好的要求 ， 但是從價格方面考慮我們還是選擇方案三較好。 基于我們的選擇標準 —— 在滿足工作要求的前提下 ， 性價比高的 發(fā)生器是我們 的首選。 方案三：結構相對 復雜 ， 但具有輸出頻率穩(wěn)定性高 ， 頻率輸出線形度好、頻率分辨度高、波形正確 ， 頻率變換時間小 ， 相位噪聲小、人機界面好、易于控制等優(yōu)點、性能優(yōu)良。 通過對以上四種方案的比較 ， 我們可以看出幾種方案的優(yōu)缺 點： 方案一：結構很簡單 ， 制作容易 ， 但是輸出信號有頻率線性度差、頻率穩(wěn)定度低、頻率分辨率低、頻率變換時間比較長 ， 相位噪聲大以及人機界面不友好等缺點。 方案四：利用專用直接數(shù)字合成 DDS 芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達到很高的頻率。 MAX038 頻率高、精度好 ， 因此它被稱為高頻精密函數(shù)信號發(fā)生器 IC。 方案三：利用單片集成芯 片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生多種波形 ， 達到較高的頻率 ，且易于調(diào)試。 方案二：可以由晶體管、運放 IC 等通用器件制作 ， 更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器 IC 產(chǎn)生。輸出信號頻率值可通過鍵盤進行設置；在 1KW 負載條件下 ， 輸出正弦波信號的電壓峰 峰值在 0～20V 范圍內(nèi)可調(diào)；輸出信號波形無明顯失真。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學等領域內(nèi) ， 如高頻感應加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等 ， 都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。最后對 全文 進行了總結 與展望 。 本文主要分五大部分：緒論、系統(tǒng)概述和設計方案、硬件部分、軟件部分、總結。 基于 MAX038 的 多波形函數(shù) 信號發(fā)生器設計 ，本 課題的設計目的是充分運用大學期間所學的專業(yè)知識 ，結合 現(xiàn)在正在使用的信號發(fā)生器 的基本功能 ，完成一個基本 系統(tǒng)的設計全過程。本文介紹一種由 馬克西姆公司 MAX038 設計的簡易信號發(fā)生器 ， 該器件 結構簡單 ， 雖然 性能指標趕不上標準信號發(fā)生器 ， 但 能 滿足一般的實驗要求。只要將這個 函數(shù)信號發(fā)生器設的設計 思路掌握 好 ， 不但可以融會貫通所學的專 業(yè)知識 ， 還可以在今后 的工作中 作為參考 ， 用來控制其他設備。利用信號 進行儀器的 控制已 是自動控制 理論 中的一個重要的手段 。其發(fā)出 的信號的穩(wěn)定性 ， 信號的失真度 ， 頻率的范圍大小 ， 都不是很理想。高精度、寬頻率、高穩(wěn)定性的信號發(fā)生器 對于所屬整體系統(tǒng)性能的改善和提高起著至關重要的作用。 Function Signal。 該函數(shù)信號發(fā)生器可輸出三角波、方波、正弦波。并 對其振蕩頻率控制、信號輸出幅度控制、 頻率和幅度的 控制 作了 比 較詳細的論述。 本文 在介紹 馬克西姆公司 MAX038 芯片基本特性 的基礎上 ， 論述了采用 MAX038 芯片 來設計多波形函數(shù)信號發(fā)生器的原理以及整體的結構設計。 I 摘 要 波形發(fā)生器是電子設計以及教學、科研中應用最廣泛的儀器之一。如果能用相對簡單的實現(xiàn)方式和較少的成本產(chǎn)生具有優(yōu)秀穩(wěn)定度和精確度的常用波形，無疑將在這些領域中得到廣泛的應用。 輔以控制軟件和特別的外圍電路設計，就能實現(xiàn)一個低成本、多功能、高精度、輸出頻率連續(xù)可調(diào)的頻率合成式波形發(fā)生器。 最后 根據(jù) MAX038 的特點， 設計了控制程序和外圍電路。 關鍵詞 ： MAX038 函數(shù)信號 單片機 II Abstract A waveform generator is one of the instruments most in use in electronic design, teaching and scientific research. If a low cost waveform generating circuit provides excellent stabilization and precision, it will be obviously wide used in the aspacts above. Based on the introduction of MAX038, I discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator and some particular hardware environment can produce a low cost , multifunction, precision frequency synthesized waveform generator which will provide a frequency output adjusted continuously. I described the control of the oscillatory frequent, amplitude and the digital display in detail. According to the functions and structure feat hers of MAX038 , additional control software , DAC circuit and digital auto frequency range switch circuit are designed to avoid trouble some manual switches and imprecise output frequency of most other generators. The generator can output three kinds of waves: sine wave, square wave, triangle wave. Key words: MAX038。 Singlechip microprocessor III 目 錄 摘 要 .............................................. I Abstract ........................................... II 論 ............................................ 1 概述 ........................................................ 2 設計指標 .................................................... 2 方案論證與比較 .............................................. 2 MAX038 芯片介紹 .............................................. 3 芯片引腳 .................................................... 4 系統(tǒng)框圖及原理 .............................................. 6 頻段調(diào)節(jié)控制 ................................................ 7 頻率、幅值、占空比控制 ...................................... 9 輸出信號的放大處理 ......................................... 10 本章小結 .................................................. 11 3．系統(tǒng)硬件的設計 ................................... 12 系統(tǒng)總體設計 ............................................... 12 單片機介紹及外圍電路 ....................................... 12 頻率、占空比調(diào)節(jié) ........................................... 15 輸出信號的放大處理 ......................................... 17 電源電路 ................................................... 18 鍵盤設計 ................................................... 19 本章小結 ................................................... 19 4．系統(tǒng)軟件設計流程圖 ............................... 20 主程序流程圖 ..............