摘要:為(wei) 了設計一款結構簡單、性能優(you) 良的信號發生器。采用了AT89C51單片機為(wei) 控製核心。在Proteus下仿真可以產(chan) 生正弦波、方波、三角波、鋸齒波,而且可以方便地設定輸出信號的頻率及幅度,得到的輸出波形失真度低,頻譜純度高。
關(guan) 鍵詞:信號發生器;D/A轉換;AT89C51;頻率;幅度
0 引言
在計算機控製技術、電子技術飛速發展的今天,信號發生器的應用越來越廣,對信號發生器的頻率穩定度、頻譜純度、頻率範圍和輸出信號的頻率微調分辨率提出越來越高的要求,普通的頻率源已經不能滿足現代電子技術的高標準要求。國內(nei) 外紛紛設計製作先進的信號發生器,從(cong) 實用價(jia) 值來看,各高校中信號發生器應用極為(wei) 廣泛,能夠設計出低成本、高精度的信號發生器並推廣使用具有非常重要的意義(yi) 。
基於(yu) 單片機的信號發生器的設計,以性價(jia) 比相對較高的AT89C51單片機為(wei) 核心,以簡單、廉價(jia) 的元器件構築,能夠產(chan) 生高精度、高純度的方波、三角波、鋸齒波、正弦波,同時可以實現波形自由切換,以及頻率和幅度在線調整。目前購買(mai) 的信號發生器價(jia) 格昂貴,功能強大,實際在高校開展實驗過程中用到最多的是低頻函數信號發生器。如果能夠在高校實驗領域應用本文設計的儀(yi) 器取代它們(men) ,將具有重要的實際意義(yi) 。
1 係統硬件設計
信號發生器的設計涉及到程序固化與(yu) 存儲(chu) 能力、電源電路設計、波形選擇電路、時鍾電路與(yu) 複位電路、波形轉換與(yu) 電壓放大功能、輸出控製電路等部分。係統總體(ti) 設計框圖如圖1所示。
其中複位電路通過確定的電壓值啟動複位操作,同時排除瞬間幹擾的影響,又有防止MCU在電源啟動和關(guan) 閉期間的誤操作有效,保證數據安全。輸入電路用於(yu) 檢測各按鍵與(yu) 撥動開關(guan) 的狀態,並通過運算處理實現相應控製,顯示電路用於(yu) 顯示波形頻率與(yu) 幅度。DAC0808是係統的核心部分,為(wei) 使芯片正常工作,必須提供一個(ge) 基準頻率,可以是晶體(ti) 振蕩器也可以是高精度振蕩電路。為(wei) 了使信號輸出有一定的幅度與(yu) 功率,在波形產(chan) 生電路後增加放大電路模塊,放大電路可以增加輸出信號的準確度,具有更好的控製特性與(yu) 準確性。為(wei) 了對輸出波形進行選擇,由單片機控製多路模擬開關(guan) 輸入四路信號中的一路。將輸入信號經電路轉換後送入單片機。