基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案一、引言波形发生器是一种电子设备，用于产生具有特定频率、振幅和形状的电信号。
它在各种应用中广泛使用，例如科学实验、医疗设备和通信系统等。
本文将介绍一种波形发生器的设计方案。
二、设计原理波形发生器的设计原理是基于振荡电路。
振荡电路是一种能够稳定产生周期性信号的电路，通常采用反馈路径来实现。
在波形发生器中，我们将采用RC振荡电路作为基础。
三、设计步骤1. 选择合适的电路元件我们需要选择合适的电容和电阻来构建RC振荡电路。
根据所需的频率范围和精度要求，选取合适的元件。
2. 计算元件数值根据振荡电路的设计公式，计算所需的电容和电阻数值。
确保电容和电阻的数值可获得并满足设计需求。
3. 组装电路根据所选的电路元件和计算得到的数值，组装RC振荡电路。
确保元件的正确连接，并注意防止干扰和噪音。
4. 调试和优化连接电源后，使用示波器监测输出信号。
如果波形不满足设计要求，可以调整电容或电阻的数值进行优化。
四、特性和功能该波形发生器设计方案具有以下特性和功能：1. 频率可调性：通过调整电容或电阻的数值，可以实现不同频率的输出信号。
2. 波形形状可变性：根据实际需求，可以调整电路参数以产生正弦波、方波、矩形波等不同形状的输出信号。
3. 稳定性和精度：经过调试和优化后，该波形发生器能够稳定输出准确的波形信号。
五、应用领域本设计方案的波形发生器可应用于以下领域：1. 科学实验：在物理、化学等实验中，需要产生特定频率和形状的信号，用于测试和研究。
2. 医疗设备：在医疗设备中，波形发生器常用于心电图机、超声设备等，用于诊断和治疗。
3. 通信系统：在通信系统中，波形发生器被用于产生调制信号和时钟信号等，保证通信的稳定和可靠。
六、总结波形发生器是一种重要的电子设备，在多个领域中发挥着重要作用。
本文介绍了一种基于RC振荡电路的波形发生器设计方案，通过选择合适的元件、计算数值、组装电路和调试优化等步骤，可以实现频率可调、波形形状可变的输出信号。
波形发生器设计方案
波形发生器设计方案1. 简介波形发生器是一种用于产生各种波形信号的电子设备。
波形发生器广泛应用于电子实验、通信、测试等领域，具有重要的实际意义。
本文将介绍一个基于数字技术的波形发生器设计方案。
2. 设计原理波形发生器的设计原理是基于数字信号处理技术的。
主要包括以下几个步骤：1.选择合适的数字信号处理器（DSP）芯片作为波形发生器的核心处理器。
DSP芯片具有强大的数学运算能力和高速数据处理能力，适合用于波形生成。
2.实现波形发生器的数字信号处理算法。
根据需求，可以选择正弦波、方波、三角波等常见的波形形式。
具体的算法实现可以利用DSP芯片提供的数学运算指令和运算库来完成。
3.将数字信号处理器与外部模拟电路相连。
使用模数转换器（ADC）将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号，然后通过低通滤波器进行滤波处理，最后输出所需的波形信号。
3. 设计步骤步骤一：选择合适的DSP芯片根据波形发生器的性能要求，选择一款功能强大的DSP芯片作为波形发生器的核心处理器。
考虑芯片的计算能力、存储容量、接口类型等因素。
步骤二：实现波形生成算法根据需求，在选择的DSP芯片上开发波形生成算法。
可以使用C语言或者汇编语言来编写算法代码。
常见的波形生成算法包括：•正弦波生成算法：利用正弦函数的周期性特点，通过离散化计算得到正弦波的采样值。
•方波生成算法：通过周期性地改变正负值来生成方波的采样值。
•三角波生成算法：通过线性函数的斜率逐渐增大或减小来生成三角波的采样值。
步骤三：连接外部模拟电路将DSP芯片与外部模拟电路相连。
使用模数转换器将DSP芯片生成的数字信号转换为模拟信号。
选择合适的ADC芯片，并配置相应的通信接口。
步骤四：滤波处理与输出通过低通滤波器对模拟信号进行滤波处理。
滤波器的设计要考虑去除数字信号的高频成分，保留所需波形的频谱特性。
最后，将滤波后的信号输出到波形发生器的输出端口。
4. 总结本文介绍了一种基于数字技术的波形发生器设计方案，通过选择合适的DSP芯片、实现波形生成算法、连接外部模拟电路和滤波处理与输出等步骤，可以实现高性能、多种波形的波形发生器。
基于单片机的波形发生器设计
基于单片机的波形发生器设计波形发生器是一种电子设备，用于产生不同种类的波形信号，常用于科学研究、仪器调试和教学实验等领域。
基于单片机的波形发生器设计可以实现多种波形的生成，并具有灵活性、精确性和可编程性等优点。
在基于单片机的波形发生器设计中，需要使用到以下器件和技术：1.单片机：选择一款适合的单片机作为主控芯片，如常见的AVR系列、PIC系列或STM32系列单片机，单片机应具备足够的计算能力和I/O接口以及定时器等功能。
2.D/A转换器：波形发生器需要将数字信号转换为模拟信号输出，所以需要选择一款适合的D/A转换器芯片，常用的有R-2R网络DAC、运算放大器和数字信号处理器等。
3.储存器：用于存储波形数据，可以选择外部存储器芯片或利用单片机的内部存储器，如EEPROM。
4.模拟电路：用于处理和滤波模拟信号，以保证波形输出的质量和稳定性。
步骤1：确定波形种类和参数。
首先需要确定要生成的波形种类，如正弦波、方波、三角波或锯齿波等，同时需要确定波形的频率、幅度和相位等参数。
步骤2：编写软件程序。
根据所选单片机的指令集和编程语言，编写相应的程序代码，实现波形发生器的生成和输出控制。
程序代码中需要包括波形种类选择、参数设置、波形数据生成和输出控制等。
步骤3：硬件电路设计。
设计相应的硬件电路，包括单片机、D/A转换器、储存器和模拟电路等。
根据所选单片机的引脚功能和特性，连接相应的器件电路，并加入必要的电源供电和信号滤波电路等。
步骤4：测试和调试。
完成硬件电路搭建后，通过上电测试和相关仪器的辅助调试，验证波形发生器的性能和输出准确性。
如果存在问题，及时修正和优化。
1.灵活性：借助单片机的可编程性和多功能性，可以实现多种波形的生成和输出控制，满足不同应用的需求。
2.精确性：单片机具有较高的计算精度和稳定性，可以实现高精度、高稳定的波形输出，对科学研究和实验等场景要求较高的精度非常适用。
3.可编程性：单片机可通过编程实现波形的自动调控和参数的动态变化，使波形发生器具备更高的灵活性和实用性。
仿真波形发生器电路设计研究方案
仿真波形发生器电路设计研究方案下面是一个简要的仿真波形发生器电路设计研究方案，其中使用集成电路和模拟电子元件来实现。
1.确定需求：首先，需要明确要设计的波形发生器的需求，包括波形类型、频率范围、幅度和精度等。
根据具体应用需求，可以选择产生正弦波、方波、三角波或脉冲波等。
2.选择集成电路：根据需求，选择适合的集成电路来实现波形发生器。
常用的有运算放大器和波形发生器集成电路。
例如，可以选择具有多种波形输出功能的集成电路如AD9833，该芯片能够生成正弦波、方波和三角波等。
3.设计输入电路：为波形发生器提供输入信号，可以使用可调的电压源或电流源。
根据需要，还可以添加切换电路，以选择不同的频率和幅度范围。
4.设计输出电路：为了实现所需波形，需要设计输出电路。
可以使用运算放大器和滤波电路来获得所需的波形。
例如，对于正弦波的生成，可以使用运算放大器来实现正弦函数模拟。
5.添加控制电路：为了控制波形发生器的频率、幅度和形状，需要添加适当的控制电路。
可以使用数字电位器、微处理器或单片机等设备来实现控制功能。
6. 仿真验证：通过电路仿真软件，例如Proteus、Multisim等，对设计的电路进行仿真验证。
可以通过改变输入信号的频率和幅度来观察输出波形的变化，并与预期的结果进行比较。
7.优化和调整：根据仿真结果，对电路进行优化和调整。
可以通过更改元件的数值、增加滤波电路或改变控制方式等来改善波形发生器的性能。
8.实现和测试：将优化的电路实现到实际的电子原型板上，并进行测试。
通过观察输出波形是否符合设计要求来验证电路的性能。
总结：以上是一个针对仿真波形发生器电路设计的一个基本研究方案。
具体的设计和实现过程可能需要根据具体的应用需求和电路规模进行调整。
此外，在进行电路设计和实现时，还应注意使用合适的电子元器件、遵循良好的电路布线和接地技术，以确保电路的稳定性和可靠性。
单片机波形发生器设计
单片机波形发生器设计引言：波形发生器是一种电子仪器，可用于产生不同类型的电子波形。
在电子系统设计和实验中，波形发生器起着至关重要的作用。
传统的波形发生器通常有很多旋钮和开关，而现代的波形发生器则大多通过单片机或其他微控制器来实现。
本文将介绍如何通过单片机设计一个简单的波形发生器。
设计方案：1.硬件设计：单片机选择常见的8051系列单片机，因为其性能稳定、功能强大且易于编程。
可以使用Keil等集成开发环境进行程序编写。
电路主要由单片机、晶振、电源电路、按键和LCD显示屏组成。
2.基本波形发生：首先，我们需要设计一个能够产生基本波形的波形发生器。
单片机通过PWM（脉宽调制）技术来实现波形发生。
通过改变脉冲的占空比，可以产生不同频率的方波。
通过将方波依次通过RC滤波电路和运算放大器，可以得到正弦波和三角波。
运算放大器可以选择常见的OPA2134等。
3.频率调节和触发方式：波形发生器需要能够实现频率的调节和触发方式的选择。
频率的调节可以通过旋钮或按键来实现。
可以通过改变控制单片机的定时器参数来改变频率。
触发方式可以选择为外部触发或内部触发，通过开关来实现切换。
4.显示：为了方便用户观察波形，我们可以在电路中添加LCD显示屏。
通过编写程序，可以在显示屏上实时显示波形的参数和波形形状。
5.扩展功能：在基本波形发生器的基础上，可以进一步扩展功能。
例如，可以添加DAC芯片，实现更精确的波形输出。
还可以通过增加存储器，实现波形的存储与回放。
另外，还可以添加数字接口，实现与计算机的通信和控制。
总结：通过单片机设计的波形发生器具有灵活性和可扩展性强的优点。
通过改变软件程序，可以实现不同类型的波形输出，满足不同实验和设计的需求。
注：本文中字数未满1200字，请根据实际需要进行补充。
波形发生器的设计
波形发生器设计报告一、设计任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。
二、设计要求1. 基本要求具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。
用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。
具有波形存储功能。
输出波形的频率为100Hz～20KHz（非正弦波频率按10次谐波计算）：重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。
具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
2.发挥部分输出波形频率范围扩展至100Hz～200KHz。
用键盘或其他输入装置产生任意波形。
增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电压变化范围：100Ω～∞）。
具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生一个半周期三角波输出）。
其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展＞200KHz、扫频输出等功能）。
三、方案设计和论证：根据题目的要求，我们一共提出了三种设计方案，分别介绍如下：1、方案一采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率受控可变的正弦波，可实现数控频率调整。
通过D/A和5G353进行输出信号幅度的控制。
输出信号的频率、幅度参数由4x4位键盘输入，结果输出采用6位LED显示，用户设置信息的存储由24C01完成。
2、方案二行N分频，输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路，其中正弦波采用查表方式产生。
计数器的输出作为地址信号，并将存储器2817的波形数据读出，送DAC0832进行D/A 转换，输出各种电压波形，并经过组合，可以得到各种波形。
输出信号的幅度由0852进行调节。
系统显示界面采用16字x1行液晶，信号参数由4x4位键盘输入，用户设置信息的存储由24C01完成。
基于AD760的高精度直流电压输出电路设计
２ 硬 件 电路 设 计
２１ 数 字 隔 离 ．
为 了 防止 总线 端 的数 字 信 号 对模 拟 输 出 电压
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １－ ７ ２
和 Ｉ ）来实 现 。在字 节模 式下 ，用 户 同样 可 以定义 ４
优 先 加 载 高 字节 还 是 低 字 节数 据 。双 缓 冲 锁存 结
Ａ ７ ０ 用 ２ 引 脚 、６ ０ｍｉｃｒｉ封 装 ．ＡＱ Ｄ ６采 ８ ０ ｌ ｅｄｐ
级 的额定 温度范 围为一 ０ ＋ ５ 。 ４ 一 ８ 由 于 Ａ ７ ０ 片 内部 基 准 源 的温 漂 为 ２ ｐ ｍ Ｄ ６芯 ５ｐ ／ ℃。对 于温度 变化 比较 大 的系统 ，此参 数对 输 出 电
Ａ ７０ Ｄ ６ 的输 出驱 动 能力 只有５ Ａ，带 载 能力 有 ｍ 限 ， 因此 必 须加 运放 跟 随 电路 减 小 输 出 电 阻 ，如
图４ 示 。 所
５ 结 束 语
基￣Ａ ７ ０ 精度 直流 电压输 出 电路 设计 ．可 Ｄ ６高
提供 分 辨 率 为 １ 位 、精 度 为 １ ．位 的 高精 度 电压 。 ７ ６７ 适 用 于工控 系统 要求 高精 度测量 的领 域 。圈
关键词 ：Ａ ７ ０ Ｄ ６ ；电压 ；精度 ；工控
随 着 技术 的发 展 ，在 工 业 生 产 过 程 监 控 系 统
产 生 影 响 ，需要 将 两 边 的 数 字信 号 进 行 隔 离 ，本 板 采 用 了Ａ Ｉ 司 的Ａ Ｕ ４ ０ Ａ Ｕ ２ Ｉ 速 Ｄ公 Ｄ Ｍ１ ０ 和 Ｄ Ｍｌ０ 高
（ＮＤ
４ 测 试 结 果
本 电路 输 出＋ Ｏ Ｉ Ｖ的双 极 性 电 压 。通 过设 置 固 定 的５ 码 值 ：３ Ｆ Ｆ，２ Ｆ Ｆ １ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ 个 ＦＦ Ｆ Ｆ ， Ｆ Ｆ ，０ Ｆ Ｆ， ０ ，用 Ａ ｉ ｎ３ ４ １ 精度 ６ 半 万 用 表 测试 ，上 电 ｇ ｅ ｔ４ ０ 高 ｌ 位
基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计
基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计庞学文田地摘要：本文介绍了一种高精度波形发生器的设计。
该波形发生器采用美国AD公司的AD760作为数模转换器件，通过上层软件来对波形进行编辑，采用C8051F310作为微控制器完成对对波形数据的接收，及波形的输出控制。
该波形发生器具有操作简单，可便携，精度高的特性。
关键词：D/A转换高精度波形发生器中图分类号：TP38 文献标识码: ADesign the high-accuracy wave generator on the basis of AD760Abstract:This paper has introduced the design of a kind of high-accuracy wave generator. This wave generator adopts AD760 of U.S.A. AD Company as D/A converter , edit the wave form through the upper PC software , adopt C8051F310 to finish to receiving to wave form data as the little controller , and the output of the wave form is controlled. This wave form signal generator is operated simply, very portable, the characteristic high in precision.Key words: D/A converter high precision wave generator1.前言信号发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪及其它自动测试设备的组成部分。
信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。
基于数模转换的波形发生器设计报告
学号：课程设计题目基于数模转换的波形发生器学院自动化专业自动化班级姓名指导教师石云2015 年 5 月28 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：石云工作单位：自动化学院题目: 基于数模转换的波形发生器初始条件：设计一个能产生锯齿波，正弦波的波形发生器。
分别设两个开关对应输出波形的产生，波形要在模拟示波器上显示出来。
要求完成的主要任务:1．输出模拟信号幅值为0~5VDC；2．输出模拟信号频率为50HZ；3．采用DAC芯片完成数模转换；4．完成软件流程及各程序模块设计并用仿真演示；5．完成符合要求的设计说明书时间安排：2012年4月28日~2012年5月29日目录摘要 11 设计任务及要求的分析： 22 方案确定 22.1方案选择 22.2 单片机选型 23 系统实现的原理说明 34 硬件设计说明 44.1 单片机系统原理分析 44.2 数字/模拟转换电路（DAC0832） 45 软件设计说明 55.1总体流程分析与设计 55.2 产生锯齿波流程分析 55.3 产生正弦波流程分析 65.4 波形幅值与频率 66 调试记录及结果分析 76.1 总体硬件仿真设计 76.2调试与仿真结果 7小结与心得体会 9参考文献 10附件 11摘要本系统是基于AT89C51单片机的数字式低频信号发生器。
采用AT89C51单片机为主控电路，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832），运放电路UA741，开关和锁存器74LS373等。
通过开关控制可产生锯齿波和正弦波。
其设计简单，性能优好，可用于多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。
各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中锯齿波，正弦波等是较为常见的信号。
在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。
为了实验，研究方便，研制一种灵活适用，功能齐全，适用方便的信号源是十分必要的。
本文介绍的是利用AT89C51单片机和数模转换器件DAC0832产生所需要不同信号的低频信号源，其信号幅度和频率都是可以按照要求控制的。
基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计
基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计
庞学文;田地
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2005(021)023
【摘要】本文介绍了一种高精度波形发生器的设计.该波形发生器采用美国AD公司的AD760作为数模转换器件,通过上层软件来对波形进行编辑,采用C8051F310作为微控制器完成对对波形数据的接收,及波形的输出控制.该波形发生器具有操作简单,可便携,精度高的特性.
【总页数】3页(P145-147)
【作者】庞学文;田地
【作者单位】130026,长春市吉林大学朝阳校区电子科学与工程学院研
2002;130026,吉林大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP38
【相关文献】
1.基于AD760的高精度直流电压输出电路设计 [J], 张伟民;赵艳花;庄小利
2.基于InP HBT工艺的12位8GSps超高速数模转换器设计 [J], 叶庆国;张有涛;李晓鹏;张翼
3.基于ADC121C021数模转换器的电源检测模块的设计 [J], 田海燕;李清
4.基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计 [J], 庞学文;田地
5.基于动态随机均衡的电流舵数模转换器设计 [J], 陈铖颖; 王译
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基于数模转换的波形发生器
课程设计题目基于数模转换的波形发生器学院自动化专业自动化班级姓名指导教师课程设计任务书题目: 基于数模转换的波形发生器初始条件：设计一个能产生方波，三角波的波形发生器。
分别设两个开关对应输出波形的产生，波形要在模拟示波器上显示出来。
要求完成的主要任务:1．输出模拟信号幅值为0~5VDC；2．输出模拟信号频率为50HZ；3．采用DAC芯片完成数模转换；4．完成软件流程及各程序模块设计并用仿真演示；5．完成符合要求的设计说明书时间安排：前言波形发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。
信号发生器被广泛运用在了电子测量领域。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而也被广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
随着集成电路的迅速发展，波形发生器可以实现小型化，方便使用。
而且，利用集成电路所构成各种信号波形发生器与传统的信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
本次设计是以AT89C51单片机、DAC0832芯片及LM358运算放大器为核心应用常用电子器件通过搭建单片机最小系统及扩展电路最终实现三角波、方波的波形的产生。
目录1 设计意义及要求 (4)1.1设计意义 (4)1.2 设计要求 (4)2 波形发生器的原理 (5)3 硬件电路的设计 (5)3.1 元器件的介绍 (5)3.2 通过Proteus仿真的电路 (6)4 软件设计 (6)4.1 设计思路 (6)主程序 (7)中断函数 (7)方波函数 (7)三角波函数 (8)延时函数 (8)5 仿真与调试 (9)6 总结与体会 (10)参考文献 (11)1 设计意义及要求1.1设计意义波形发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
基于数模转换的波形发生器
目录摘要 (1)1DAC0832及其特性 (1)1.1 D/A转换器与单片机接口探究 (1)1.2 DAC0832的认识 (1)2硬件设计 (3)2.1启动方式选择 (3)2.2框图设计 (4)2.3 电路图设计 (4)3程序设计 (5)3.1 程序流程图 (5)4仿真及其结果 (8)4.1方波： (8)4.2三角波 (8)心得体会 (9)参考文献： (10)摘要本设计使用AT89C51单片机做控制，选择8位D/A转换器DAC0832作D/A转换。
硬件方面，首先51熟悉单片机的结构和工作原理，连接单片机的最小系统。
之后熟悉D/A 转换器工作方式，经过分析后选择DAC0832的单缓冲启动控制方式，完成电路框图。
进一步根据设计要求完成通过独立按键控制D/A输出，作出电路框图和电路原理图。
软件方面：设计思路主要体现在两点上。
一是控制，通过程序控制DAC转换与输出，按键消抖，选择相应的即将输出的波形。
二是产生波形，根据波形的特点编写程序以产生相应波形的数字信号。
分别通过C语言和汇编语言实现简易的波形发生器，输出方波、正弦波、三角波、梯形波和锯齿波，通过独立按键控制分别输出不同的波形。
以KILL与Proteus为设计平台，仿真测试设计结果的正确性。
关键字: 51单片机，DAC0832，单缓冲启动控制方式，波形发生器，C语言设计，汇编语言设计1DAC0832及其特性1.1 D/A转换器与单片机接口探究D/A转换器与单片机接口具有软硬相依性。
在连接过程中要考虑到数据线、地址线、控制线的连接。
1.1.1 数据线连接D/A转换器与单片机接口要考虑到两个问题：一个是位数，当高于8位的D/A转换器与8位数据总线的51单片机接口时，51单片机的数据必须分时输出，这时就必须考虑数据分时传送的格式和输出电压“毛刺”问题；二是D/A转化器的内部结构，当D/A转换器的内部结构没有输入锁存器时，必须在单片机与D/A转换器之间增设锁存器或者I/O口。
基于单片机的波形发生器的课程设计报告
重庆科技学院学生实习（实训）总结报告学院:电气与信息工程学院专业班级: 测控学生姓名:学号:设计地点（单位） I506设计题目:基于单片机的波形发生器的设计完成日期： 2014 年 03月 17日指导教师评语:___________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ ______________________成绩（五级记分制）:___________________________指导教师（签字）:____________________________目录一、实习的任务要求与意义 01.1 设计要求 01.2 设计任务 01.3 基本功能与性能指标 01.4 实习的意义 0二、设计方案 02.1硬件选择 02.2 系统总体设计 (1)三、系统硬件设计 (2)3.1 单片机的最小系统 (2)3.2 按键电路设计 (2)3.3 LCD显示的设计 (2)四、系统软件设计 (3)4.1 主程序设计 (3)4.2 LCD显示子程序设计 (3)4.3 D/A转换子程序设计 (3)五、调试及性能分析 (4)5.1 调试步骤 (5)5.2 性能分析 (5)参考文献 (6)附录 1 系统硬件电路图 (6)附录 2 程序代码 (6)一、实习的任务要求与意义1.1 设计要求1．掌握电子系统的一般设计方法2. 掌握仿真软件的应用3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力4.根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图，分析工作原理并计算元件参数。
基于单片机、eda技术的波形发生器的设计
基于单片机、eda技术的波形发生器的设计篇一：基于单片机、EDA技术的波形发生器的设计基于单片机、EDA技术的波形发生器的设计发布日期:2006-06-01 作者:王宝库来源:微计算机信息摘要：本设计是基于单片机和EDA相结合的技术，用于产生各种频率的正弦波、方波和三角波，其幅值0～5V可调，幅值步进为0.039V，频率步进为1Hz。
该波形发生器以单片机(MCS8031)为中心控制单元，由键盘输入模块、数码管显示模块、D/A波形发生模块、幅值调整模块组成。
采用DDFS技术，先将要求的波形数据存储于EEPROM 中，这样可以保证掉电以后波形数据不丢失。
为了达到所要求的高速度，采用FPGA(ALTEAR 公司的 EPF10K10LC84-4, 晶振频率可达 40MHz)来实现波形的发生，通过DDFS技术（直接数字频率合成技术）、VHDL语言和单片机汇编语言编程技术的完美结合实现了对正弦波、方波和三角波三种波形的频率、幅值的设置和发生。
关键词：单片机技术EDA技术DDFS技术波形发生FPGAVHDL语言汇编语言随着深亚微米半导体技术的进步，可编程逻辑器件及EDA技术的应用已经相当普及。
基于可编程逻辑器件的高频性质和单片机强大的数据处理功能，二者结合的技术也有相当的影响力。
本设计中涉及到单片机汇编语言、VHDL语言的运用，充分地利用了二者的优点，制作了一套波形发生系统。
1 系统设计整体设计由三大模块组成：单片机控制部分、可编程逻辑器件（FPGA）部分、模拟电路部分。
其系统方框原理图如下所示：波形发生采用DDS技术，可以很方便地产生各种高质量的波形，DDS 的基本原理是：先将要产生的波形数据存入波形发生器，然后通过改变参考脉冲的频率，将波形数据传送给D／A转换器，滤波处理后便可以输出光滑的合成波形。
为了提高所产生的波形频率，采用高频率特性的FPGA（ALTERA公司的EPF10K10LC84－4），后级电路采用有较高的转换速度的DAC0832作为D/A转换。
波形发生器设计方案报告
波形发生器设计报告摘要波形发生器是一种惯用信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种可以产生各种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具备十分广泛用途。
通过对函数波形发生器原理以及构成分析，可设计一种能变换出三角波、正弦波、方波函数波形发生器。
当前使用信号发生器大某些是函数信号发生器，且特殊波形发生器价格昂贵。
因此本设计使用是DAC0832、ICL8038构成发生器，可产生方波、正弦波等各种特殊波形和任意波形，波形频率可用程序控制变化。
在单片机上加外围器件独立式键盘，通过键盘控制波形频率增减、波形幅度大小以及波形选取，并用了LCD显示频率大小、波形种类。
在单片机输出端口接DAC0832进行D/A转换，通过运放进行波形调节，再通过ICL8038函数发生器，最后输出波形。
本设计具备线路简朴、构造紧凑、价格低廉、性能优越等长处。
本设计制作波形发生器是基于STC89C54RD+单片机可调频发生器，可以输出各种不同频率方波、正弦波，输出波形频率、幅度均可调，且操作以便。
核心词：波形发生器；DAC0832；IC8038；单片机一、方案论证.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1设计规定.................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2方案论证.................................................................................................... 错误!未定义书签。
波形发生器的设计
正 文1 选题背景波形发生器又名信号源,广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域;雷达、通信、宇航、遥控遥测技术和电子系统等领域都随处可见波形发生器的应用;如今作为电子系统心脏的信号源的性能很大程度上决定了电子设备和系统的性能的提高,因此随着电子技术的不断发展,现今对信号源的频率稳定度、频谱纯度和频率范围以及信号波形的形状提出越来越高的挑战;指导思想利用NE555构成多谐振荡器产生方波,根据LM324输出的锯齿波分别通入低通滤波器和高通滤波器就可以输出正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ;方案论证方案一：使用NE555芯片构成多谐振荡器,输出方波,通过锯齿波发生电路产生锯齿波,然后通过一个KHz f H 10=的低通滤波器,通过滤波产生一次,8KHz 到10KHz 的正弦波,然后再让锯齿波通过一个24KHz~30KHz 的带通滤波器,输出三次正弦波;其中滤出三次谐波的理论依据是,由于锯齿波是一个关于t 的周期函数,并且满足狄里赫莱条件：在一个周期内具有有限个间断点,且在这些间断点上,函数是有限值；在一个周期内具有有限个极值点；绝对可积;方案二：使用功放构成文森桥式震荡电路,产生出8KHz~10KHz 的正弦波;接着是用NE555芯片,搭建出施密特触发电路,产生脉冲波输出；将脉冲波分别输入一个KHz f H 10=的低通滤波器和24KHz~30KHz 的带通滤波器电路中,产生一次和三次正弦波;最初方案设计的大体思路在方案一和方案二之间犹豫不决,于是将两个电路的大体电路都进行了简单的设计,发现方案二存在很多的问题很难解决;问题一：如果使用文森桥式震荡器产生正弦波,改变震荡频率就需要改变RC 常数,要同时改变两个R 在实际电路中,同时改变两个电容的值是很复杂的,而且这样也无法得到一个8KHZ~10KHz的连续的频率,需要双滑动变阻器并且要保证滑动变阻器改变的值完全相同,有一定困难;问题二：NE555芯片搭建出来的是一个简单的施密特触发器,输入正弦波之后,输出的脉冲波的占空比是不可以调整的,不满足实验要求的占空比可调的条件;要是施密特触发器产生的脉冲波的占空比可调会是该电路进一步复杂化;问题三：LM324芯片的功放不够,由于有600负载电阻的限制,输出波形的峰峰值不能简单的通过电阻的分压来实现;鉴于方案二存在的问题能以解决,我们就确定选择方案一的整体思路进行方案的设计;基本设计任务用555 定时器和四运放LM324 设计并制作一个频率可变的、能够同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波I 和正弦波II 的波形产生电路;1四通道同时输出;每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波I 和正弦波II 中的一种波形,通道负载电阻均为600 欧姆;2四通道输出波形的频率关系为1：1：1：3三次谐波;脉冲波、锯齿波、正弦波I 输出频率范围为8kHz~10kHz,正弦波II 的输出频率范围为24kHz~30kHz;输出波形无明显失真;3频率误差不大于10%,通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%;2 电路设计工作原理NE555构成了多谐振荡器,内部可以产生脉冲波和锯齿波,将锯齿波经过LM324一个比例运算放大电路,就可以得到所需的锯齿波;然后让锯齿波输出分别通入由LM324组成的低通滤波器电路和高通滤波器电路,就可得到一次正弦波和二次正弦波;3 各主要电路及部件工作原理脉冲波产生电路脉冲波由NE555芯片搭建的多稳态谐振器振动产生,频率可调,为KHz10;参考8~KHzNE555芯片使用手册可知,芯片输出波形的峰峰值为10V左右;使用Multisim仿真的脉冲波产生电路如下图1所示;图1 脉冲波发生电路利用软件进行波形的仿真,得到脉冲波的图形如图2所示图2 脉冲波仿真波形锯齿波发生电路在锯齿波发生电路的设计中,原始方案是采用教材中的锯齿波发生电路,是通过调整积分电路的正向和反向时间常数的不同,对输入信号的脉冲波进行积分产生锯齿波该电路是需要二极管的;开始是按照这个思路进行仿真的;因为要同时调整正向和反向积分的时间常数,于是我们就想可以在调整脉冲波的输出频率的时候,只改变高电平或者低电平的持续时间,然后在锯齿波发生电路中选取合适的电容值,然后就可以讲正向或者反向的电阻值固定,只改变另一方向的电阻值就可以了;见图3是该方案的仿真电路图3 锯齿波产生电路见图1,是用NE555产生出脉冲波,然后通过锯齿波产生电路,这里仿真没有选择功放为LM324,未考虑600的负载电阻以及输出的峰峰值;脉冲波和锯齿波发生电路的参数取值如下根据NE555芯片的使用手册,有以下有用公式：根据以上的公式,就可以计算出理论上的各种参数：在对锯齿波进行仿真的时候,发现波形有些失真,上网查阅资料后得知要是RC 常数跟脉冲波的时间相匹配才行;去锯齿波发生电路的参数选择及计算过程如下：如图1所示,1R 为一个ΩK 9电阻和一个ΩK 3电位器组成,2R 取Ω700仿真结果见图4的锯齿波;图4 锯齿波仿真波形从图4的波形中算出锯齿波的峰峰值为由于要求负载电阻为Ω600,不能直接进行分压来控制峰峰值为V 1,再用功放来满足峰峰值的要求的话,LM324的四功放无法满足整个电路的需求,因此这种锯齿波的单元电路就被放弃了,需要进行改进;查阅资料发现了在NE555芯片构成的脉冲波发生电路中就有锯齿波,只需要在该处输出,然后调整峰峰值便可以得到要求的锯齿波;改进后的电路仿真图如下图5;图5 改进后的脉冲波和锯齿波发生电路改进后的电路对脉冲波发生电路的参数也进行了调整,让脉冲波的占空比接近一半;锯齿波发生电路是一个反向比例运算电路,由公式参数的选择如下：对该电路进行软件仿真得到理论上的锯齿波波形,见图6;图中另一个波形是NE555芯片的输出波形;图6 改进电路后的脉冲波和锯齿波的仿真波形得到的锯齿波的峰峰值约为V 1,频率与NE555芯片产生的脉冲波频率保持一致,满足实验要求,就完成了锯齿波波形发生电路的理论设计;正弦波发生电路在电路的设计初期,一次正弦波,也就是KHz 8~KHz 10的正弦波发生电路是采用的是截止频率为KHz f c 10=的二阶压控电压源低通滤波器,电路图见下图图7 二阶压控电压源低通滤波器原理图根据截至频率KHz f c 10=,查图确定电容的标称值图8 二阶压控电压源低通滤波电路参数选取参考图取nF C 3.3=查表确定电容1C 的值,以及1=K 时对应的电阻;表1 -1 二阶压控电压源低通滤波器参数表因为低通滤波器的输入直接从锯齿波发生电路的输出端引入,峰峰值为V 1,所以 将上列阻值乘以计算出来的K 值进行电路仿真后电路图如图图9 二阶压控电压源低通滤波器仿真电路图9下部分就是二阶压控电压源低通滤波器电路一次正弦波产生电路,蓝色的线分别是滤波器的输入和输出端,其中输入端是锯齿波发生电路的输出端,即输入峰峰值为V 1的锯齿波;仿真的波形如下图9所示图10 一次正弦波仿真波形图中,上部分波形是输入的峰峰值为V 1的锯齿波,下部分是一次正弦波,频率与锯齿波保持一致,但是峰峰值没有达到实验要求的V 1,有所衰减;于是对电路的参数重新选择; 修改后的仿真电路图如下图11 改进后的二阶压控电压源低通滤波电路再次进行波形的仿真,结果如下图：图12 改进后的一次正弦波仿真波形从仿真结果可以发现,波形的峰峰值又超过了V 1,对电路进行理论分析,发现因为使用的单电源,偏置电阻ΩK 10影响了原本与地直接只有ΩK 10的3R 的阻值,串上了偏置电阻;根据二阶压控电压源电路的放大倍数公式341R R A v +=进行电阻的调整;取Ω=K R 1003得到的满足条件的峰峰值为V 1的一次正弦波;上面的波形是从锯齿波发生电路输出的锯齿波,下面的是经过低通滤波器之后产生的一次正弦波波形,两个波形的峰峰值单位都是Div V /5,可知波形在KHz KHz 10~8的仿真结果都满足实验要求;该部分的仿真设计就完成了;图13 一次正弦波仿真波形二次正弦波发生电路二次正弦波的电路的设计思路是通过一个通带为zKH的带通滤波器;设计z24KH30~该滤波器是采用的无限增益多路反馈MFB电路;该电路的电路图如下所示;图14 无限增益多路反馈电路原理图该电路有以下公式方便参数选择为了使通带更加平坦,应该尽量使Q值大,查二阶无限增益多路反馈带通滤波器设计用表表1-2 无限增益多路反馈电路参数选择表参数选择如下：仿真的电路图如下图所示：图15 无限增益多路反馈电路带通滤波器对电路进行波形仿真时发现,当接入一个波形发生器进行测试的时候,输出的波形不会随着输入信号的频率变化而变化,始终为z17KH左右,于是想到没有接输入信号,直接查看输入端和输出端的波形,结果如下：图16 无限增益多路反馈电路的自激振荡仿真波形仿真的波形图中上面的波形是A 端,即输入端的波形,下面的波形是输出端的波形,两个探针A/B 分别放在输入和输出端;这里没有输入的信号,输出却稳定在将近z 18KH ,可知电路产生了自激震荡;对电路进行改进,重新选取参数对电路的波形进行仿真,发现峰峰值比较小,与实验要求差距较大,由13232121202R R A C R R R R R w v -=+=，,可知,缩小1R 的值会使放大倍数v A 增大,而且对通带的中心频率0w 影响也较小;电容值取实验室有的电容nF C 3.3=;改进后的电路图如下所示图17 改进后的无限增益多路反馈电路对电路进行仿真,查看仿真出的波形结果如下图,由波形可以知道该电路产生的三次正弦波的频率是满足实验要求的,但是峰峰值没有达到要求的9V;两个波形的峰峰值单位分别是Div V /1和Div V /5图18 三次正弦波仿真波形4 原理总图图19 总体方框图5 元器件清单表1-3 元器件清单6 调试过程及测试数据或者仿真结果为使电路便于调试我们采用分块调试的方法;通电前检查电路安装完毕后,经检查电路各部分接线正确,电源、元器件之间无短路,器件无接错现象;仿真结果图20 总体仿真波形图实验结果分析观察示波器上显示波形,可以看出方波和锯齿波以及正弦波波形良好,没有失真现象,达到了课题的要求;7 小结本次实验时间较长,在仿真设计电路的阶段占了很大一部分时间,拖慢了实验进度;在电路仿真设计中,开始没有选取实验要求使用的LM324运放,导致在设计无限增益多路反馈电路时出现了自激振荡而找不到具体的原因;掌握了单电源的使用方法,以及对单电源电路的参数选择,以及尽量减小单电源偏执电路对原电路影响的方法;了解了运放的型号不同,参数会有所不同,会很大地影响电路仿真的结果;在实际电路的制作过程中,因为电阻、电容值的误差,实际需要进行参数的再次调整,而且有些电路焊接的影响在电路仿真阶段是无法预知的;8 体会通过这次课设使我学到了很新的东西,知道了怎样去设计电路、调试电路以及对电路进行修正,体会到了理论与实践的差异;课程设计虽然有点难．但是确实能锻炼我们对知识的掌握以及运用理论指实践的能力;当我一着手清理自己的设计成果,一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟的许多,通过课程设计,使我深体会到,干任何事都必须耐心,细致．通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力,同时也是我们懂得小心谨慎的重要性;参考文献1阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.20062康华光.电子技术基础模拟部分.华中科技大学. 高等教育出版社.20063马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.20064何杜成、袁跃进.电机-光电显示-改进应用电路.山东科学技术出版社.2007 5李志健. 数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.20076杨刚、周群.电子系统设计与实践.电子工业出版社.2004。
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基于18位数模转换器AD760的波形发生器的设计
技术分类：模拟设计 | 2006-09-16
来源：微计算机信息 | 作者:庞学文田地
1.前言
信号发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪及其它自动测试设备的组成部分。
信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。
但是目前的产品体积大，精度低，无法满足用户对精度和便携性要求高的波形发生器的需求。
AD760是AD公司开发的一种具有自校正功能的16/18位DAC 器件，片内带有电压基准，双缓冲寄存器和输出放大器[1]。
特别是在采用AD760的18位数据输入时能够获得很高的精度。
本文针对高精度波形发生器的开发，进行了以AD760为核心的波形发生器的软硬件系统设计。
2.系统结构及功能
&nbs p; 2.1总体结构
高精度波形发生器分为上层应用软件和下层软硬件两大部分。
其中上层软件提供人机交互界面即操作员控制台，用于选择波形，生成波形数据,以及串口通讯控制和人机通讯；下层硬件为I/O控制器，由CPU，DAC，计数器，定时器等模块组成(可以考虑模块的扩展)，主要是用于对上层波形数据的接收，存储，同时可以单独使用，通过CPU向DAC发送所需波形数据。
如下图所示：
3.单片机设计部分
3.1 硬件设计
波形发生器由以下部分组成：
1. 波形存储器：存储各种波形数据。
2. 波形发生器：将波形存储器中的波形数据转换成模拟信号输出，D/A转换器和放大器组成。
3. 控制器：接收输入波形的数据,并将波形数据写入波形存储器;及控制其他部分工作。
硬件设计如下图所示，设计时考虑尽量采用最少硬件来完成，缩小仪器的体积，使其达到便携的要求。
为使仪器的精度也达到要求，在设计时着重注意了以下几个方面：
硬件设计流程图
DAC温度飘：影响信号精度的重要原因来自DAC器件的温度漂移，其中内部基准10V±0.01V,DAC的增益漂移为25PPM/℃,用AD587L外部基准电压更换内部基准，可使
PPM=5/℃，DAC增益漂移=10 PPM/℃。
控制环境的温度变化如果小于1℃，可将因为温度漂移而受影响的精度控制在0.001%以内。
所以在使用时应使信号发生器系统尽量处于一个相对恒定温度环境中。
电源噪声：要保证精度达到10V±0.003%的要求，即最低精度要达30uV,因而对电源噪声要求极高，要求电源噪声越小越好，因而模拟电源采用直流电池组，数字电源与模拟电源采用光偶隔离。
PCB布线：数字、模拟分离、大面积的模拟零电位铺地，模拟信号线尽量采用粗线。
在印制板的各个关键部位配置适当退耦电容。