[课程设计] 可编函数发生器设计 [复制链接]

资料简介：
课程设计-可编函数发生器设计，17页，2963字。适合通信工程和电子信息工程专业课程设计

1 前言

在现代电子学的各个领域，常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

函数信号发生器的实现方法通常有以下几种：

（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。

（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209 等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。

（3）利用51 系列单片机：成本低、理论能产生任意波形，达到较高的频率，且易于设计和调试。

（4）利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。

综合分析以上四种实现方法的性价比，我们决定采用Atmel的AT89S52 单片机来设计函数发生器。频率越高、产生波形种类越多的发生器性能越好，但器件成本和技术要求也大大提高，因此在满足设计要求的前提下，性价比高的发生器是我们的首选。

2 整体设计思路

系统由89S52 单片机通过扫描键盘，按照频率键（S1～S4）的不同的键值来改变延时实现多种频率的产生，按照波形键（S5～S8、S10、S11）不同的键值来调用不同子程序实现多种波形的产生。由单片机产生的00H～FFH数字信号通过P0口输入到DAC0832进行D/A转换，再通过LM358 实现I/U转换。输出的模拟波形输出到示波器显示。

3 硬件设计

3.1 键盘部分

键盘采用的是3×4 矩阵式键盘，3 根行线接89S52 的P1.2～P1.0 口，4 根列线接，如下图所示

图3—1键盘结构简图

3.2 数模(D/A)转换部分

D/A 转换部分选用的是DAC0832。DAC0832 是CMOS 工艺制造的8 位单片D/A 转换器，属于R-2RT型电阻网络的8位D/A转换器，建立时间150ms，为电流输出型，并且片内带输入数字锁存器。DAC0832 与89S52 接成的是单缓冲方式，由于DAC0832 是电流输出，而我们用的是模拟电压，在这种情况下，要将输出的电流转换成电压，转换电路接成同相电压输出形式。在D/A 转换电路中，ILE 接+5V，转换控制信号XFER 和WR2 接GND，片选信号CS 连到P2.7，这样DAC 寄存器地址都是7FFFH，“写”选通线WR1 和89S52 的“写”信号线连接，CPU对0832执行一次“写”操作，把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832 的输出模拟信号随之对应变化。这样，由CPU送来的数据SD0~SD7，通过DAC0832 转换成电流输出，由R3、R4 等将电流信号转换成电压信号，经LM358 放大使得到了所需要的信号。

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