波形发生器

波形发生器内容摘要：

1、 北京北阳电子技术有限公司 电子竞赛 波形发生器 、方案设计与论证 .、系统硬件电路设计 .路方框图及说明 .部分电路设计 .滤波、放大及其电流到电压的转换电路电路 . 键盘控制电路电路 . 显示电路电路 . 语音播报电路的设计电路 .、软件设计 .程序流程图 .块程序流程 . 11 四、系统测试及整机指标五、总结 .、参考资料 .。 由台湾凌阳公司生产的 列单片机，因其功耗低，超小型，低成本，功能完整，非常适用于便携式仪表和就地式显示控制仪表，在国内越来越受到用户的重视和广泛的应用。 片机功能强大, 其片内含有八路十位 A/D 转换器和两路 D/A 转换器，该波形发生器运用单片机技术，通过巧妙的 2、软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、斜波等幅值可调的信号。 信号频率，可通过键盘输入，并显示。 与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便，人机界面友好，成本低，非常适合于物理实验室教学与实验使用。 关键词： 片机 波形发生器 片机概述 前有两种封装形式： 84 引脚的 装和 80 引脚的 片封装。 主要性能如下： 16 位 处理器； 工作电压： )； 钟：32768 内置 2K 字 置 32K 可编程音频处理； 32 位通用可编程输入/ 输出端口； 32768时时钟，锁相环 荡器提供系统时钟信号； 2 个 16 位可编程定时器/ 3、计数器( 可自动预置初始计数值) ； 2 个 10 位 输出通道； 7 通道 10 位电压模- 数转换器(单通道语音模- 数转换器； 声音模- 数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(能； 系统处于备用状态下( 时钟处于停止状态) 耗电小于 2A 14 个中断源：定时器 A / B， 2 个外部时钟源输入，时基，键唤醒等； 具备触键唤醒的功能； 使用凌阳音频编码 式 ( /秒 )，能容纳 210 秒的语音数据； 具备异步、同步串行设备接口； 具有低电压复位(能和低电压监测(能； 内置在线仿真电路接口 具有保密能力； 具有 能（由具体型号决定） 一、方案设计与论证 方案一： 本方案直接采用 4、凌阳 为波形发生器。 波形的具体产生是通过两路产生，凌阳 这方面的设计为我们提供了极大的方便，用它实现的好处在于，外围电路极其简单，另外在 编程方面又提供及其便利的编程环境。 外围电路的设计包括三大部分，第一是键盘控制电路的设计，这里采用 4*4 键盘，由低八位进行控制，把键盘上的行和列分别接在 ，采用外部中断二来中断所显示波形，以便进入下一波形的编辑和输出，在波形输出的同时利用外部中断一来实现同步的频率调节。 第二是显示电路的设计，这里为了在波形输出依然有显示，由于单片机的局限性这里采用通常的动态 示行不通，因为波形输出时要求 停地为其服务而没有空闲来为 行不停更新，解决方案是采用带数据缓存器和驱 5、动的 提供显示，这样只占用八个 I/O 口即可完成设计要求, 也可放弃适时显示功能采用 示，这里将提供两种显示方案。 第三是滤波和电压转换电路的设计，滤波采用低通滤波器，滤除 换过程中形成的高频小锯齿波。 另外由于凌阳 片机 出为电流输出，为满足达到 5V 的电压输出，外接 算放大器进行放大，加 1 千欧姆电阻进行电流信号到电压信号的转换。 本设计的特点是全面采用数字电路方案，因而工作稳定可靠。 利用单片机控制管理，使频率设置和占空比调整等操作可用键盘输入，十分方便。 方案二： 本设计方案采用功能很强的大规模数字频率合成器 多波形宽频率范围信号发生器 新器件产生波形和频率，控制与管理电路部分使用片机以 6、及键盘显示电路。 一个精密高频波形产生器。 它能产生频率高达 20正弦波、三角波、方波等脉冲信号，其压控振荡器的频率分粗调和细调两层控制。 在本电路中，用于粗调的控制电压（电流）由一个 12 位的 输出频率近似等于 N 倍基准频率。 而细调电压则由数字锁相电路 生，由锁相反馈环将频率 定。 这种方案的优点是频率合成器工作更可靠，锁定更迅速。 另外 包括占空比调整电路、波形同步电路、相位检测电路、波形切换开关和电压基准源等电路，所需外部元件少，使用很方便。 控制和管理电路由 片机及外围电路组成。 其主要用于对键盘输入的波形和频率选择等数据进行译码，计算出相应的控制参数，控制频率合成器输出正确的信号，并将其频率和 7、波形参数用 示出来。 对于小型通用信号产生器而言，。 方案比较： 第 一 种 方案设计 外 围电路简 单 ，能够满 足 电子大赛 设 计的要求 ， 这里考虑 到短 时间内设计 既 要成型， 采 用第一种 方 案。 第二 种 方案的设 计 比较完善 ， 由于用到 专门 的波形发生 芯 片，产生 的 波形比较 完 美，但外 围 电路复杂 ， 适合于作 波 形发生器 的产 品设计方案。 二、系统硬件电路设计 路方框图及说明 图 1 整体框图 部分电路设计 滤波、放大及其电流到电压的转换电路电路 本系统采 用 二阶压控 电 压源低通 滤 波器，如图 2 所示。 它 由两节 波器和 同 向 放大电路组 成 8、。 其中同 相 放大实际 上 就是所谓 的 压控电压 源 ，它的电 压 增益就是 低通 滤波器的通带电压增益，即： +1 ，运放同相端输入电压为： (1) 而 Vp(s)与 Va(s)的关系为： Vp(s)= Va(s)/（ 1+ (2) 对于节点 A，由节点电流法可得 Vi(s)/a(s)/R - Va(s)- V0(s)a(s)/p(s)/R=0 (3) 将式（ 1） 、 （ 2）和（ 3）连立求解，可得电路的传递函数为 A(s)=V0(s)/ Vi(s)= 1+(3- (4) 式（ 4）为二阶低通滤波器传递函数的表达式。 其中 1/特征频率，而 1/(3- 等 效 品 质因数。 截 止频率 为 1/通过设置 R、 C 可调节 带通到我 们 需 要的范围。 另外调节 调节幅度到我们需要的范围。 盘控制电路电路 在单片机 中 所需按键 较。