1、波形和频率的改变通过软件控制,幅度的改变通过硬件实现。该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定的优点。多路信号发生器有两个按键,一个按键控制信号类型,按下键一依次改变信号类型和停止产生波形;另一个按键改变信号频率。一、设计内容及要求:1、设计内容:本课题要求设计一个简易多路信号发生器。2、设计要求:1.通过单片机控制74LS138译码器,对DAC0832进行片选控制;2.能够产生正弦波、矩形波、锯齿波等基本波形信号,并通过修改程序能够产生任意波形的信号;3.通过两个按键控制波形类型和频率,一个按键控制信号类型,按下键一依次改变信号类型和停止产生波形;另一个按键改变信号频率;4.有一个LED显示
2、是否有波形输出;灯亮为有波形输出,灯灭表示无波形输出;二、电路工作原理:电路由单片机最小系统、译码电路、DAC转换电路、放大输出电路、LED显示电路、按键组成。当启动电源时,系统正常工作,通过最小系统控制DAC转换电路片选信号,正常产生波形信号。当按下按键1时依次切换输出波形类型和停止转换,按下按键2可在一定频率范围内改变波形频率。三、选定系统设计方案,画出系统框图四、 单元电路设计参数计算及元器件选择1. 单片机最小系统51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间,一般采用1030uF,51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。51单片机最小系统晶振Y1采用11
3、.0592MHz,在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越大处理速度越快。51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用1533pF(30pF),并且电容离晶振越近越好,晶振离单片机越近越好P0口为开漏输出,作为输出口时需加上拉电阻,阻值一般为10k。其他接口内部有上拉电阻,作为输出口时不需外加上拉电阻。 单片机最小系统电路图2.74LS138译码电路:该电路是由单片机P2口控制,主要是利用74LS138芯片,对三位输入信号译码,本电路由Y7口对DAC0832进行片选控制。74LS138芯片真值表和电路图如下:当一个选通端(E1)
4、为高电平,另两个选通端(/E2)和/(E3)为低电平时,可将地址端(A0、A1、A2)的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如:A2A1A0=110时,则Y6输出端输出低电平信号。利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器。可用在8086的译码电路中,扩展内存。3.DAC0832转换电路:DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8
5、位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。本电路8位数据有P0口输出,片选CS由74LS138控制,其电路图如下: DAC0832是20引脚的双列直插式芯片。各引脚的特性如下:CS片选信号,和允许锁存信号ILE组合来决定 是否起作用,低有效。ILE允许锁存信号,高有效。WR1写信号1,作为第一级锁存信号,将输入资料锁存到输入寄存器(此时, 必须和 、ILE同时有效),低有效。WR2写信号2,将锁存在输入寄存器中的资料送到DAC寄存器中进行锁存(此时,传输控制信号 必须有效)低有效。XFER传输控制信号,低有效。DI7DI08位数据输入端。IOUT1模拟电流输出端1。
6、当DAC寄存器中全为1时,输出电流最大,当DAC寄存器中全为0时,输出电流为0。IOUT2模拟电流输出端2。IOUT1+IOUT2=常数。Rfb反馈电阻引出端。DAC0832内部已经有反馈电阻,所以,RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端。相当于将反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。VREF参考电压输入端。可接电压范围为10V。外部标准电压通过VREF与T型电阻网络相连。VCC芯片供电电压端。范围为+5V+15V,最佳工作状态是+15V。AGND模拟地,即模拟电路接地端。DGND数字地,即数字电路接地端。4.放大输出电路:5.LED显示电路:ED显示电路结构比较简单,主要由电源、三
7、极管、限流电阻、LED灯构成,三极管基极通过一个非门接DAC0832的片选端,以检测DAC0832是否启动转换,从而达到显示是否有波形输出的效果。电路结构图如下:6.按键:本系统采用了两个按键,分别产生两个外部中断信号,所以分别接到单片机的P3.2和P3.3口,电路结构如图:五、总电路六、 参考文献1.荣君雅等主编,数字电子技术,机械工业出版社2.标准集成电路数据手册TTL电路,电子工业出版社3.康华光主编,电子技术基础(数字部分),高等教育出版社4.黄继昌等主编,数字集成电路应用300例,人民邮电出版社5.肖景和编著,数字集成电路应用精粹,人民邮电出版社七、 系统需要的元器件清单:Quant
8、ity Description Reference_ID Package=1 RESISTOR, 10kOhm_5% R7 RES0.56 RESISTOR, 1.0kOhm_5% R6, R5, R4, R3, R1, R2 RES0.51 TIMER, LM555CH U1 H08C2 CAPACITOR, 1.0uF C2, C1 cap54 SWITCH, SPST J1, J2, J3, J4 SPST1 74LS, 74LS192N U12 NO167 74LS, 74LS21D U3, U4, U5, U6, U10 DO14 , U11, U19 2 74LS, 74LS32D
9、 U7, U8 DO141 SWITCH, SPDT J5 SPDT1 74LS, 74LS175D U2 DO161 BUZZER, BUZZER U21 BUZZER八、 调试过程中遇到的问题及解决方法设计心得体会附录:源程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit csda=P22;sbit wr=P21;sbit s1=P32;sbit s2=P33;uchar k=0,p=0,delay=0;uchar bxxz=0;pinglv=0;uchar a=1,b=0,c=0,d=0,e=0;uchar
10、 code sin64=135,145,158,167,176,188,199,209,218,226,234,240,245,249,252,254,254,253,251,247,243,237,230,222,213,204,193,182,170,158,146,133,121,108,96,84,72,61,50,41,32,24,17,11,7,3,1,0,0,2,5,9,14,20,28,36,45,55,66,78,90,102,114,128;uchar code juxing64=255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255
11、,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0uchar code juchi64=0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93,97,101,105,109,113,117,121,125,130,134,138,142,146,150,154,158,162,1
12、66,170,174,178,182,186,190,194,198,202,206,210,215,219,223,227,231,235,239,243,247,251,255uchar code tixing64=0,13,26,39,52,65,78,91,104,117,130,143,156,169,182,195,208,221,234,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,242,229,216,203,190
13、,177,164,151,138,125,112,99,86,73,60,47,34,21,8uchar code sanjiao64=0,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,160,168,176,184,192,200,208,216,224,232,240,248,248,240,232,224,216,208,200,192,184,176,168,160,152,144,136,128,120,112,104,96,88,80,72,64,56,48,40,32,24,16,8,0void delay1() /延时函数 int a,b; for(a=1;a0;a-) for(b=122;bb-);void int0() interrupt 0 /外部中断0 EX0=0; delay1(); if(s1=0) bxxz+; if(bxxz=5) bxxz=0; switch(bxxz) case 0 : a=1,b=0,c=0,d=0,e=0; break; case 1 : a=0,b=1,c=0,d=0,e=0; case 2 : a=1,b=0,c=1,d=0,e=0; case 3 : a=0,b=0
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