低頻信號發(fā)生器設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 增益用分貝表示，則增益與控制電壓成線性關(guān)系，壓擺率為275V/μs。管腳間的連接方式?jīng)Q定了可編程的增益范圍，增益在11～+30dB時的帶寬為90Mhz，增益在+9～+41dB時具有9MHz帶寬，改變管腳間的連接電阻，可使增益處在上述范圍內(nèi)。該集成電路可應(yīng)用于射頻自動增益放大器、視頻增益控制、A/D轉(zhuǎn)換量程擴展和信號測量系統(tǒng)。 AD603引腳圖 D/A轉(zhuǎn)換原理介紹以倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器為例，介紹D/A轉(zhuǎn)換的原理。倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/： 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器圖中S0S3為模擬開關(guān)，由輸入數(shù)碼Di控制，當(dāng)Di=1時，Si接運算放大器反相輸入端（虛地），電流Ii流入求和電路；當(dāng)Di=0時，Si將電阻2R接地。所以，無論Si處于何種位置，與Si相連的2R電阻均接“地”（地或者虛地）。流過各開關(guān)支路（從右到左）的電流分別為I/I/I/I/16。總電流： （）輸出電壓： （）將輸入數(shù)字量擴展到n位，則有： （）可簡寫為： （）其中 ， DAC0832引腳介紹DAC0832是8位分辨率D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與處理器完全兼容，其價格低廉，接口簡單，轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 DAC0832引腳圖D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。DAC0832的主要特性參數(shù)如下：（1）分辨率為8位；（2）電流穩(wěn)定時間1us；（3）可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；（4）只需在滿量程下調(diào)整其線性度；（5）單一電源供電（+5V～+15V）；（6）低功耗，200mW。DAC0832結(jié)構(gòu)：DI0DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。 ILE ：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 CS ：片選信號輸入線，低電平有效。 WR1 ：為輸入寄存器的寫選通信號。 XFER ：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 WR2 ：為DAC寄存器寫選通輸入線。 Iout1 :電流輸出線。當(dāng)輸入全為1時Iout1最大。 Iout2 :電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。 Rfb : 反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. Vcc : 電源輸入線(+5v~+15v) Vref : 基準電壓輸入線(10v~+10v) AGND : 模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地. DGND : 數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好. DAC0832的工作方式：根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。 波形選擇主要通過模擬開關(guān)CD4051實現(xiàn)。CD4051/CC4051是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，有A、B和C三個二進制控制輸入端以及INH共4個輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。～20V的數(shù)字信號可控制峰峰值至20V的模擬信號。例如，若VDD=+5V，VSS=0，VEE=，則0～～。這些開關(guān)電路在整個VDDVSS和VDDVEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號的邏輯狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)INH輸入端=“1”時，所有的通道截止。只有當(dāng)INH=0時，三位二進制信號才可以選通8通道中的一個通道，連接該輸入端至輸出。其中VEE可以接負電壓，也可以接地。當(dāng)輸入電壓有負值時，VEE必須接負電壓，其他時候可以接地。 CD4051引腳圖 CD4051引腳說明CD4051引腳功能說明　　引腳號符號功能1 2 4 5 12 13 14 15IN/OUT輸入/輸出端9 10 11A B C地址端3OUT/IN公共輸出/輸入端6INH禁止端7VEE負電壓端8Vss數(shù)字信號接地端16VDD電源+ CD4051真值表INHCBA輸出0000“0”0001“1”0010“2”0011“3”0100“4”0101“5”0110“6”0111“7”1xxx均不接通本系統(tǒng)只產(chǎn)生三種波形，而CD4051是八選一的模擬開關(guān)，故只需選擇其中三路，由于控制端A、B、C正好對應(yīng)于XX2和X3，故取XX2和X3作為CD4051的輸入端，輸出端直接連接后面的電壓跟隨器和反向放大器。利用AT89C52單片機只需控制A、B、C的高低電位即可進行三種波形的選擇，同一時刻只允許其中一路導(dǎo)通，即A、B、C只有一個置高電位。 鍵盤控制模塊 軟件需要實現(xiàn)的主要功能是檢測鍵盤的輸入，更具輸入結(jié)果選擇相應(yīng)的波形信號。 鍵盤電路鍵盤操作和對應(yīng)的輸出如下：● 輸入按鍵P（第1行第1列），頻率微調(diào)減；● 輸入按鍵P+（第1行第2列），頻率微調(diào)加；● 輸入按鍵P（第1行第3列），頻率粗調(diào)減；● 輸入按鍵P++（第1行第4列），頻率粗調(diào)加；● 輸入按鍵F+（第2行第1列），幅值微調(diào)加；● 輸入按鍵F（第2行第2列），頻率微調(diào)減；● 輸入按鍵F++（第2行第3列），頻率粗調(diào)加；● 輸入按鍵F（第2行第4列），頻率粗調(diào)減；● 輸入按鍵SQ（第1行第1列），得到矩形波；● 輸入按鍵SI（第1行第2列），得到正弦波；● 輸入按鍵TR（第1行第3列），得到三角波；其中按鍵第三行第四列和第四行所有按鍵沒用到。該工作原理如下：該鍵盤電路接P2口，檢測鍵盤上是否有鍵按下：將行線送入低電平，列線送入高電平。讀入P2口的狀態(tài)來判別。其具體過程如下：P2口輸入0FH,即所有行線置成高電平，所有列線置成低電平，然后將P1口狀態(tài)讀入與0FH比較，如果有鍵按下，總會有一根行線電平被拉置低電平，從而使行輸入狀態(tài)不全為1.識別鍵盤中哪一個鍵按下：確認有鍵按下后，保存行掃描時有鍵按下時的狀態(tài)X，P2口輸出F0H，進行列掃描，保存列掃描狀態(tài)Y，取出鍵值Z=X|Y，例如第一行第一列有鍵按下，那么行掃描讀入的狀態(tài)為00001110，列掃描讀入的狀態(tài)為11100000，最后鍵值Z=11101110=EEH，然后轉(zhuǎn)區(qū)執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)程序。 本章小結(jié)本章詳細講述了系統(tǒng)硬件各部分的設(shè)計，硬件部分主要包括單片機控制電路，頻率調(diào)節(jié)電路，幅值控制電路，波形控制電路和鍵盤電路。對這些硬件的設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計，參數(shù)計算及選型。在設(shè)計中盡量采用了典型電路，簡化了系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計電路的過程中因為一些細節(jié)沒有注意到而影響了設(shè)計的進程，給設(shè)計帶來了一些麻煩，但經(jīng)過多次反復(fù)的改進，這些問題已基本解決。此外，通過此次設(shè)計，讓我了解了更多的實用電路知識，也進一步充實了自己硬件方面的知識儲備。4 信號發(fā)生器的軟件設(shè)計 主程序流程圖上一章介紹了該信號發(fā)生器的硬件設(shè)計，本章主要根據(jù)他的硬件實現(xiàn)他的軟件設(shè)計。以下是本設(shè)計總的信號流程圖，主要是實現(xiàn)信號波形選擇、信號幅值調(diào)節(jié)和信號頻率調(diào)節(jié)等功能。 主程序流程圖 頻率調(diào)節(jié)子程序設(shè)計 頻率調(diào)節(jié)通過8個容值呈2的指數(shù)倍遞增的電容，通過單片機控制來選擇電容的組合，從而改變頻率。容值的改變有單片機編碼計數(shù)器實現(xiàn)，通過高四位和第四位的分辨控制實現(xiàn)的頻率的粗調(diào)和微調(diào)。開始選擇頻率增加或者減小 選擇頻率粗調(diào)或者微調(diào)返回 頻率調(diào)節(jié)流程圖頻率調(diào)節(jié)具體程序： if(KEY1 == 0) //頻率調(diào)節(jié) { while(P2==0xee) 。 t1=t1+1。 P1=t1 + t2*16。 if(t1==16) t1=0 , t2 = t2+1。 } if(KEY2 == 0) { while(P2==0xde)。 t1=t11。 P1=t1 + t2*16。 if(t1==1) t1=15 ,t2 = t21 。 } if(KEY3 == 0) { while(P2==0xbe) 。 t2=t2+1。 P1=t1 + t2*16。 if(t2==16) t2=0 。 } if(KEY4 == 0) { while(P2==0x7e)。 t2=t21。 P1=t1 + t2*16。 if(t2==1) t2=15 。 } P1= t1 + t2*16。 幅值調(diào)節(jié)子程序設(shè)計幅值調(diào)節(jié)AD603實現(xiàn)的幅值的程序控制，AD603的控制電壓由單片機通過控制DAC0832的輸出電壓來實現(xiàn)對AD603的控制端的控制，從而改變幅值。DAC0832電壓的改變由單片機編碼計數(shù)器實現(xiàn)，通過高四位和第四位的分辨控制實現(xiàn)的幅值的粗調(diào)和微調(diào)。：開始選擇幅值增加或者減小選擇幅值粗調(diào)或者微調(diào)返回 幅值調(diào)節(jié)流程圖幅值調(diào)節(jié)具體程序：if(KEY5 == 0) //幅值調(diào)節(jié) { while(P2==0xed) 。 t3=t3+1。 P0=t3 + t4*16。 if(t3==16) t3=0 , t4 = t4+1。 } if(KEY6 == 0) { while(P2==0xdd)。 t3=t31。 P0=t3 + t4*16。 if(t3==1) t3=15 ,t4 = t41 。 } if(KEY7 == 0) { while(P2==0xbd) 。 t4=t4+1。 P0=t3 + t4*16。 if(t4==16) t4=0 。 } if(KEY8 == 0) { while(P2==0x7d)。 t4=t41。 P0=t3 + t4*16。 if(t4==1) t4=15 。 } P0= t3 + t4*16。波形的選擇通過一個八選一的芯片DA4051來控制，有一個switchcase語句來控制芯片的控制端，從而實現(xiàn)對波形的選擇。開始選擇初始波形波形切換返回 波形選擇流程圖波形選擇具體程序段：switch(k) {case 0xeb:P3=0x01。 break。 case 0xdb:P3=0x02。 break。 case 0xbb:P3=0x04。 break。 } 矩陣鍵盤子程序設(shè)計這里矩陣鍵盤使用了行列掃描法，是一種最常用的按鍵識別方法，介紹過程如下：判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線Y0Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。開始掃描鍵盤行列確定是否有按鍵按下送回被按下的鍵值 矩陣鍵盤控制流程圖矩陣鍵盤控制子程序：include unsigned char t,k,KEY1,KEY2,KEY3,KEY4,KEY5,KEY6,KEY7,KEY8。main (){ int t1=0,t2=4,t3=0,t4=10。 P1=t1 + t2*16。 P0=t3 + t4*16。 P3=0。 while(1) { P2=0xf0。 t=P2。 t=tamp。0xf0。 if(t!=0xf0) { t=P2。 t=t|0x0f。 P2=t。 k=P2。 switch(k) { case 0xee:KEY1=0。 break。 case 0xde:KEY2=0。 break。 case 0xbe:KEY3=0。 break。 case 0x7e:KEY4=0。 break。 case 0xed:KEY5=0。 break。 case 0xdd:KEY6=0。 break。 case 0xbd:KEY7=0。 break。 case