数字信号发生器课程设计
信号发生器 课程设计
摘要现代化生产要求电子仪器品种多、功能强、精度高、自动化程度高,而且要求测试速度快、实时性好、具有良好的人机界面。
虚拟仪器正可以实现这些要求,虚拟仪器的概念是由美国国家仪器公司在20世纪80年代最早提出的。
虚拟仪器就是在一同用计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能有测试软件实现的一种计算及仪器系统。
其核心的思想是利用计算机的强大资源是本来需要硬件实现的技术软件化,以便最大限度的降低系统成本,增强系统功能与灵活性。
虚拟仪器代表着从传统硬件为主的测试系统到以软件为中心的测试系统的根本性转变。
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。
传统的信号发生器其功能完全靠硬件实现,功能单一而且用户的购置、维护费用高。
更重要的是,对于传统的信号发生器,其功能一旦确定不能更改,用户要想使用新的功能则必须重新购买新的仪器,传统信号发生器的不足是显而易见的。
本次课程设计就是利用软件模拟生成信号发生器。
关键词:信号发生器虚拟仪器 LABVIEW前言虚拟仪器作为新兴的测控仪器,将给用户一个充分发挥自己的才能,想象力的空间,用户可以根据自己的设计要求设计仪器系统,符合我们信号发生的开发要求。
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,频率越高,产生波形种类越多的发生其性能越好。
随着科技的发展,虚拟仪器技术已成为测试、工业控制和产品设计的主流技术。
随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断的提高,如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。
随着PC、半导体和软件功能的进一步更新,未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式,并且是工程师们在测量和控制方面得到强大的功能和灵活性。
编程对工程技术人员来说比较麻烦,LabVIEW软件用图形编程语言,直观简单、易于操作。
用户使用LabVIEW可以随意创建程序,并把它当作子程序调用,以创建更复杂的程序,且调用的层次没有限制LabVIEW这种创建和调用子程序的方法,使创建的程序结构模块化,更易于调试、理解和维护。
信号发生器课程设计报告完整版
信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称:函数信号发生器的设计二、内容摘要:函数信号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。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的:1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识,培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试,并能进一步解决出现的基本问题,不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试,熟悉万用表等常用仪表,了解电路调试的基本方法,提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上,实现实际电路。
四、设计内容及要求:1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分(1)RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
(2)占空比可调的矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
数字式信号发生器设计
1.绪论在电子工程设计和测试中往往需要各类测试信号,其典型的波形是方波、三角波、锯齿波和正弦波。
信号发生器是电子测量中的一种大体仪器,一样作为一个信号源或标准源。
传统的设计方式先是采纳RC振荡器或LC振荡器,后采纳石英晶体振荡器为核心,提供了一个高稳固度的信号源,通过量频混频器、倍频器及分频器对基准频率进行各类算术处置,从而扩展了频带,增加了细度,产生了各类周期性的波形,可是其线路复杂,结构庞大且造价也很高。
信号发生的要紧实现方式依如实现思路能够分为模拟式和数字式,依如实现的方式能够分为直接法、锁相法、直接数字法和混频法四种。
直接法的要紧优势是速度快,相位噪声底,但结构复杂、杂散多。
锁相法所采纳的锁相频率合成技术在最近几年进展较快,但其转换速度不快,电路操纵复杂,这使得该技术的应用受到了必然的限制。
直接数字法是采纳直接数字合成(DDS)的方式实现信号产生。
该技术具有频率转换速度快、频率分辨率高、易于操纵等突出特点。
在信号发生的几种技术当中,直接数字合成技术显现得最晚,但最近几年来进展最快。
随着大规模集成技术和模数混合信号技术的进展,单片集成的DDS芯片纷纷显现,在应用领域内大有后来者居上的势头。
混合法那么指采纳以上方式中的两种或两种以上的方式实现信号发生。
信号发生器概述信号发生器是重要的测量仪器之一,随着测试对象的多样化和数字技术的进步,信号发生器取得了普遍的应用和快速的进展。
信号发生器作为电子技术领域中最大体的电子仪器,普遍地应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。
它能知足测试系统的多种要求,成了系统综合测试中不可缺少的组成部份。
目前所利用的信号发生器主若是模拟式信号发生器。
经常使用的信号发生器大多由模拟电路组成,其优势是结构简单和频率范围宽,缺点是低频成效较差,且不能输出任意形状的周期信号。
现有的基准正弦波发生器要紧有两类,一类是采纳模拟正反馈并利用振荡原理来产生基准正弦波模拟方式,但这种方式存在着频率稳固性差、精度不高和对工频抑制能力差等缺点。
(完整版)数字信号发生器的电路设计_(毕业课程设计)
1 引言信号发生器又称信号源或者振荡器,它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器,在生产实践和科技领域有着广泛的应用。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其他仪表测量感兴趣的参数。
信号发生器在通信、广播、电视系统,在工业、农业、生物医学领域内,在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。
信号发生器是一种悠久的测量仪器,早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。
随着通信和雷达技术的发展,40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器,使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。
自60年代以来信号发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器,这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。
到70年代处理器出现以后,利用微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件使信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形。
随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展,极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用,使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替,从而扩充了仪器信号的处理能力,提高了信号测量的准确度、精度和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,数字信号发生器随之发展起来。
信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具,它必然将向更高性能,更高精确度,更高智能化方向发展,就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。
但作为一种仪器,我们必然要考虑其所用领域,也就是说要因地制宜,综合考虑性价比,用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代,还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。
信号发生器数字信号处理课程设计报告
目录一、课程设计要求二、设计过程(1)设计题目(2)设计源代码(3)设计结果(4)结果分析三、设计总结与心得体会四、课程设计指导书一、课程设计要求1、课程设计指导书①《数字信号处理(第二版)》,丁玉美等,西安电子科技大学出版社;②《MATLAB 及在电子信息课程中的应用》,陈怀琛等,电子工业出版社。
2、课程设计题目⑴、信号发生器用户根据测试需要,可任选以下两种方式之一生成测试信号:①、直接输入(或从文件读取)测试序列;②、输入由多个不同频率正弦信号叠加组合而成的模拟信号公式(如式1-1 所示)、采样频率(Hz)、采样点数,动态生成该信号的采样序列,作为测试信号。
⑵、频谱分析使用FFT 对产生的测试信号进行频谱分析并展示其幅频特性与相频特性,指定需要滤除的频带,通过选择滤波器类型(IIR / FIR),确定对应的滤波器(低通、高通)技术指标。
⑶、滤波器设计根据以上技术指标(通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率、阻带最小衰减),设计数字滤波器,生成相应的滤波器系数,并画出对应的滤波器幅频特性与相频特性。
①IIR DF 设计:可选择滤波器基型(巴特沃斯或切比雪夫型);②FIR DF 设计:使用窗口法(可选择窗口类型,并比较分析基于不同窗口、不同阶数所设计数字滤波器的特点)。
⑷、数字滤波根据设计的滤波器系数,对测试信号进行数字滤波,展示滤波后信号的幅频特性与相频特性,分析是否满足滤波要求(对同一滤波要求,对比分析各类滤波器的差异)。
①IIR DF:要求通过差分方程迭代实现滤波(未知初值置零处理);②FIR DF:要求通过快速卷积实现滤波(对于长序列,可以选择使用重叠相加或重叠保留法进行卷积运算)。
⑸、选做内容将一段语音作为测试信号,通过频谱展示和语音播放,对比分析滤波前后语音信号的变化,进一步加深对数字信号处理的理解。
3、具体要求⑴、使用MATLAB(或其它开发工具)编程实现上述内容,写出课程设计报告。
数字信号发生器的设计
课程设计第I页数字信号发生器的设计摘要数字信号发生器是在电子电路设计、自动控制系统和仪表测量校正调试中应用很多的一种信号发生装置和信号源。
而正弦信号是一种频率成分最为单一的常见信号源,任何复杂信号(例如声音信号)都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的叠加,广泛地应用在电子技术试验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域的信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。
关键词:数字信号发生器、信号处理、应用目录1 绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2信号发生器外围结构 (1)2. 实验芯片简介 (2)2.1AT89C51的简介 (2)2.2DAC0832芯片 (4)3 数字信号发生器的设计方案 (8)3.1方案简介 (8)3.2方案论证与比较 (8)3.3数字信号发生器硬件设计 (9)3.4数字信号发生器的软件实现 (13)3.5测量结果与误差分析 (15)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 课题描述信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。
采用集成运放和分立元件相结合的方式,利用迟滞比较器电路产生方波信号,以及充分利用差分电路进行电路转换,从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。
通过对电路分析,确定了元器件的参数,并利用Multisim软件仿真电路的理想输出结果,克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题,使得设计的低频信号发生器结构简单,实现方便。
本研究的数字信号发生器是基于直接数字合成即DDS技术设计的,采用VHDL与C语言相结合的方法,通过查找存储于ROM查找表中的各种标准波形数据,产生频率可调并且高精度的正弦波、方波、锯齿波等常用信号,并且可以通过修改表中的数据,实现任意信号发生器.1.2信号发生器外围结构图1 信号发生器外围结构示意图如上为信号发生器结构示意图,本文介绍的是一种用51单片机构成的波形发生器,可产生三角波、方波、锯齿波和正弦波等多种波形,波形的周期可用程序改变,并可根据需要选择单极性输出或双极性输出,具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。
微机原理与接口技术课程设计_数字信号发生器
微机系统与接口技术课程设计任务书一、设计目的1、建立微机系统概念加深对微机系统的理解和认识,提高微机系统的应用能力。
2、进一步学习和掌握微机程序设计方法,通过应用程序的应用和调试学习程序的调试。
3、进一步熟悉微机典型接口芯片的使用,接口及外部设备系统的连接方法。
二、题目微机应用系统设计——数字信号发生器的设计三、设计要求1、以8086(8088)CPU为主控单元构建微机应用系统。
2、应用系统的硬件设计,画出电路原理图和线路连接图。
3、应用系统的软件设计,画出软件流程图,写出主要控制程序。
4、根据实验条件,进行微机应用系统的部分模拟调试工作,写出调试说明。
5、整理设计说明,列出参考文献清单。
四、列出使用的元器件和设备清单五、完成定时/计数器8253,中断控制器8259实验,写出实验报告目录第一章绪论 ......................................................................................... - 3 -第二章硬件设计 ................................................................................. - 4 -一、硬件的选择与设计 ....................................................................... - 4 -二、设计原理 ....................................................................................... - 6 -第三章软件设计 ................................................................................. - 9 -一、子程序设计 ................................................................................... - 9 -二、总程序设计 ................................................................................. - 15 -第四章实验调试与设计 ................................................................... - 20 -一、实验箱上连线 ............................................................................. - 20 -二、调试修正程序 ............................................................................. - 20 -三、产生的波形 ................................................................................. - 20 -第五章设计总结 ............................................................................... - 22 -参考文献 ............................................................................................. - 23 -元器件清单 ......................................................................................... - 24 -第一章绪论信号发生器是我们在学习,科学研究等方面不可缺少的工具,锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。
信号发生器的设计课程设计报告
课程设计报告一、设计题目信号发生器的设计二、设计目的1.掌握数字系统的设计方法;2.掌握硬件描述语言——Verilog HDL;3.掌握模块化设计方法;4.掌握开发软件的使用方法。
三、设计要求1.能够正常输出正弦波,方波,三角波;2.能够设置与调整幅度;3.波形选择;四、设计平台(软件、硬件)1.Quartus2简介Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口,越来越受到数字系统设计者的欢迎。
Altera Quartus II 设计软件是业界唯一提供FPGA和固定功能HardCopy器件统一设计流程的设计工具。
工程师使用同样的低价位工具对Stratix FPGA进行功能验证和原型设计,又可以设计HardCopy Stratix器件用于批量成品。
系统设计者现在能够用Quartus II软件评估HardCopy Stratix器件的性能和功耗,相应地进行最大吞吐量设计。
Altera的Quartus II可编程逻辑软件属于第四代PLD开发平台。
该平台支持一个工作组环境下的设计要求,其中包括支持基于Internet的协作设计。
Quartus平台与Cadence、ExemplarLogic、MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供应商的开发工具相兼容。
改进了软件的LogicLock模块设计功能,增添了FastFit编译选项,推进了网络编辑性能,而且提升了调试能力。
2.Modelsim简介Mentor公司的ModelSim是业界最优秀的HDL语言仿真软件,它能提供友好的仿真环境,是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。
它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术、和单一内核仿真技术,编译仿真速度快,编译的代码与平台无关,便于保护IP核,个性化的图形界面和用户接口,为用户加快调错提供强有力的手段,是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。
数显信号发生器数电课程设计
数字电子技术课程设计课题名称数显信号发生器所在院系机械电子工程学院班级学号200810320201姓名指导老师时间2010.12.24——2010.12. 30景德镇陶瓷学院数显信号发生器课程设计任务书设计课题:数显信号发生器课程设计课题的任务和要求基本要求如下:1、输入为交流电;2、输出波形工作频率范围0.02Hz~20kH连续可调;3、三角波峰-峰值20V。
4、输出波形幅值连续可调;5、输出波形的频率可用数码管显示屏直观显示;设计步骤1、查阅相关资料2、进行总体方案设计与论证,画总体框图;3、进行单元电路的设计;4、元器件选择与参数计算;5、用四号图纸绘制原理图;6、撰写设计说明书,字数不得少于3000字;7、参考文献。
参考文献参考文献:1、《模拟电子数字基础》清华大学电子学教研组编高等教育出版社2、《数字电子数字基础》清华大学电子学教研组编高等教育出版社3、《电工电子实践》王港元主编江西科技技术出版社4、《电子测量技术》李希文、赵健主编西安电子科技大学出版社5、《电路》 JAmes W.Nilsson Susan A.Riedel编电子工业出版社目录1、引言‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 31.1 设计作品与要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31.2 设计方法结构‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥32、系统方案设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥43、系统单元电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 33.1、电源模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥33.2、三角波发生电路模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥33.3、精准时基电路模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥53.5、计数电路模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥53.4、译码/驱动/显示电路模块‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥44、总体电路设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 55 、课程设计总结‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥136、电子元件清单‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥137、总电路原理图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥138、参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥141 引言随着信息时代的到来,电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用,运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分。
数字信号发生器课程教学设计
数字信号发生器的设计摘要信号发生器也叫做振荡器或是信号源,在现在的科技生产实践中有着广泛而重要的应用。
现在的特殊波形发生器在价格上不够经济,有些昂贵。
而基于AT89C51单片机的函数信号发生器可以满足此要求。
根据傅里叶变换,各种波形均可以用三角函数的相关式子表示出来。
函数信号发生器能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波、方波和正弦波。
本文通过在单片机的外围加上键盘,控制波形的种类和输出频率的大小,加上LED 显示出相应信息。
单片机输出为数字信号,于是在输出端用DAC0832进行D/A转换,再通过两级运放对波形进行调整。
最终在示波器上显示出来。
关键词:信号发生器,AT89C51Q/A转换,波形调整目录1绪论............................................................................. 1 .......1.1课题研究背景................................................................ 1.……1.2波形介绍.................................................................... 1.……2系统设计 ......................................................................... 3.….…2.1方案选择....................................................................3.……2.2框图设计.................................................................... 4.……2.3单片机模块.................................................................. 5…….2.4按键控制与显示电路设计..................................................... 7.•…2.5 D/A 转换电路............................................................... 7.……2.6显示电路 (10)2.7放大电路设计 (13)2.8整体的电路原理图 (15)2.9元件清单 (16)3软件设计 (17)3.1程序流程图 (17)3.2程序代码 (17)4系统仿真及调试 (20)4.1系统仿真图 (20)4.2系统调试 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1绪论1.1课题研究背景随着经济与科技不断发展,相应的测试仪器与手段也有了许多改善与提高,但是对之要求也不断提高。
数字信号发生器大学本科方案设计书
毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的数字信号发生器设计电气工程学院基于 AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于 AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用 AT89S51作为系统的控制核心,外围电路采用数字 / 模拟转换电路( DAC0832),运放电路(M C1458),按键, ISP 接口等。
通过按键控制切换产生正弦波,锯齿波,三角波,方波,各类型信号的频率统一为 100HZ,而幅值在 -5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单,性能较好,具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机, 波形发生器,D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【A BSTRACT 】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display . The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【 KEY WORDS 】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论91.92.9第一章系统设计101.112.113.11第二章硬件电路的设计121. AT89S51122.153.154.175. ISP23第三章软件设计241.252.253.264.275.28第四章测试仿真291.292.303.31第五章其它311.312.32附录32Protel32 PCB33 Proteus343543绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备,传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建,如应用555 振荡电路可以产生正弦波,三角波,方波等波形,传统的波形发生器多采用这种方式设计,这种方式不应用单片机,但是这种方式存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点,在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟震动等领域往往需要低频信号源,而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果,而且低频信号源所需要的RC很大,大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度也难以保证,而且体积大,漏电,体积大是该类波形发生器的显著缺点。
课程设计信号发生器设计
目录第一章设计任务 (2)1.1简述信号发生器发展现状和发展趋势第二章电路基本原理 (3)2.1设计任务2.2设计要求2.3理论基础第三章电路调试与实验 (5)3.1方案介绍及选定3.1.1方案介绍3.1.2方案选定3.3系统各部分的设计 (5)3.3.1电源部分3.3.2 信号产生部分3.3.3电路设计3.3.4主要芯片介绍3.4调试方法和实验分析 (13)3.4.1调试方法3.4.2实验结果分析3.4.3注意事项第四章设计总结体会 (15)4.1设计总计体会附录 (19)附录1 元器件清单附录2 实物图附录2 PCB图第一章设计任务1.1简述信号发生器发展现状和发展趋势随着电子技术的发展,电路测试对信号发生器的要求已经越来越高。
除生成标准波形如正弦波、方波、三角波、脉冲波之外,信号发生器还要用于模拟输出一些不规则信号,以生成“实际环境”信号,包括在被测设备离开实验室或车间时可能遇到的毛刺、漂移、噪声和其它异常事件等。
所有这些都要求信号发生器输出信号的参数如频率、波形、输出电压或功率等,能够在一定范围内进行更加精确的调整,并拥有更好的稳定性及输出指示。
1975年任意波形发生器开发成功,使信号发生器产品增加了一个新品种。
在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前,为了产生非正弦波信号,已使用函数发生器提供三角波、斜波、方波和余弦波等几种特殊波形。
声音和振动分析需要复杂调制的信号源,以便仿真真实的信号,只有借助任意波形发生器,例如医疗仪器测试往往需要心电波形,任意波形发生器很容易产生各种非标准的振动信号。
早期的任意波形发生器主要着重音频频段,现在的任意波形发生器已扩展到射频频段,它与数字示波器(DSO)密切配合,只要数字示波器捕获的信号,任意波形发生器就能复制出同样的波形。
在电路构成上,数字示波器是模拟/数字转换,任意波形发生器是数字/模拟的逆转换,目前任意波形发生器的带宽达到2GHz,足够仿真许多移动通信、卫星电视的复杂信号。
北邮课程设计-简易信号发生器
课程设计题目:简易数字信号发生器学院:电子工程学院专业:光电信息科学与工程班级:一、 课程设计要求以msp430单片机为核心,通过一个DA (数字模拟)转换芯片,将单片机输出的方波、三角波、正弦波(数字信号)转换为模拟信号输出。
提供芯片:msp430G2553/msp430f5529、DAC0832、REF102、LM384、OP07。
1.基本要求(1)供电电压 VDD= 5V~12V ; (2)信号频率:5~500Hz(可调);(3)输出信号电压可调范围:≥0.5*VDD ,直流偏移可调:≥0.5*VDD ; (4)完成输出信号切换;(5)方波占空比:平滑可调20%~80%;(6)通带内正弦波峰峰值稳定度误差:≤±10%(负载1K ); (7)提交设计报告。
2.发挥部分(1) 信号频率:5~2000Hz(可调);(2) 多通道同时输出同频正弦波,方波,三角波。
(频率可调); (3) 输出频率与幅度可调的正弦波与余弦波,相位误差≤±5度; (4) 自由发挥。
二、 系统硬件和软件框图1、系统硬件框图图1 系统硬件框图 MSP430GDAC0832LM358 放大模块控制按键 DAC0832电源模块2、软件框图图2 系统软件框图各函数的作用和相互关系:在主函数中首先对系统的时钟、I /O 口、定时器进行了初始化。
初始化完毕,开启总中断。
接着进入循环等待定时器中断子程序的执行。
按键中断函数主要对三个菜单按键的动作进行处理。
这三个菜单按键可以实现波形的切换,频率的加减,信号的使能输出。
在按键中断函数中修改的信号频率大小和波形的种类这两个参数会被主函数和定时器中断函数调用。
三、 硬件系统设计1、 方案论证与选择 方案一:利用DAC 0832的11号管脚做为信号输出端,8号管脚输入基准电压,将其输出的电流信号再转换为电压信号进行检测调试。
方案二:利用DAC 0832的8号管脚做为信号输出端,11号管脚输入基准电压,其输出直接为电压信号,可以直接利用示波器进行检测调试。
信号发生器课程设计完整版
信号发⽣器课程设计完整版多功能信号发⽣器摘要随着EDA技术以及⼤规模集成电路技术的迅猛发展,波形发⽣器的各⽅⾯性能指标都达到了⼀个新的⽔平。
Altera,Xilinx,AMD 等公司都推出了⽐较好的CPLD和FPGA产品,并为这些产品的设计配备了设计、下载软件,这些软件除了⽀持图形⽅式设计数字系统外,还⽀持设计多种数字系统的语⾔,使数字系统设计起来更加容易。
SOPC-NIOS EDA/SOPC实验开发系统是根据现代电⼦发展的⽅向,集EDA和SOPC系统开发为⼀体的综合性实验开发系统,除了满⾜⾼校专、本科⽣和研究⽣的SOPC 教学实验开发之外,也是电⼦设计和电⼦项⽬开发的理想⼯具。
整个开发系统由核⼼板SOPC-NIOSII-EP2C35、SOPC开发平台和扩展板构成,根据⽤户不同的需求配置成不同的开发系统。
采⽤CPLD/FPGA器件在QuartuesII 设计环境中⽤VHDL语⾔完成的波形发⽣器具有频率稳定性⾼,可靠性⾼,输出波形稳定等特点。
本⽂介绍了基于EDA技术的波形发⽣器的研究与设计。
在本课程设计中使⽤Altera公司的EP2C35系列的FPGA芯⽚,利⽤SOPC-NIOSII-EP2C35开发板⾼速AD/DA转换模块等资源,运⽤LPM-ROM制定的⽅法设计的波形发⽣器,利⽤4×4键盘阵列实现了正弦波,⽅波,三⾓波,以及锯齿波四种波形的输出及频率和幅度的控制,并利⽤液晶显⽰模块实现信号频率、波形和幅度的显⽰,经过实际下载到FPGA实验板上,设计要求已经完全实现。
关键字:FPGA;VHDL;EDA;QUARUS2;多功能信号发⽣器⽬录1.摘要-----------------------------------------------------------12.多功能发⽣器设计⽬的与设计的意义-------------------------------3 2.1多功能发⽣器设计⽬的---------------------------------------32.2多功能发⽣器设计的意义-------------------------------------33.多功能发⽣器课程设计的内容及相关要求---------------------------34多功能发⽣器设计的⽅案以及相关原理-----------------------------44.1. 多功能发⽣器设计的原理框图-------------------------------44.2 多功能信号发⽣器的实现的⽅案------------------------------44.21 频率产⽣模块------------------------------------------44.22 键盘控制模块------------------------------------------54.23 波形控制模块------------------------------------------64.24 16*16点阵显⽰模块和数码管显⽰模块--------------------74.25 ⽤LPM-ROM制定的波形数据的⽂件模块--------------------75.多功能发⽣器的仿真结果及波形------------------------------------86 多功能发⽣器设计的⼼得体会--------------------------------------87. 多功能发⽣器设计的参考⽂献-------------------------------------98.附录-----------------------------------------------------------10 附录A 多功能发⽣器的原理总框图-------------------------------10附录B 各个模块的相关程序-------------------------------------12B.1 频率控制模块的程序----------------------------------12B.2 键盘控制模块程序------------------------------------15B.3 波形控制模块程序------------------------------------18B.4 16*16点阵与数码管显⽰模块--------------------------20B.5 波形数据⽂件程序------------------------------------262.多功能发⽣器设计⽬的与设计的意义2.1 设计⽬的(1)掌握⽅波—三⾓波——正弦波函多功能发⽣器的原理及设计⽅法。
信号发生器的课程设计
信号发生器的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解信号发生器的原理与功能,掌握其基本组成部分和使用方法。
2. 学生能够描述信号发生器在不同波形下的特点,如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能够运用信号发生器进行简单的信号生成与处理。
技能目标:1. 学生能够独立操作信号发生器,进行基本信号的产生和调整。
2. 学生能够通过信号发生器完成简单的实验,如观察波形、测量频率等。
3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中与信号发生相关的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术实验的兴趣,增强实践操作的自信心。
2. 学生形成良好的团队合作意识,能够在实验过程中相互协作、共同进步。
3. 学生认识到信号发生器在电子技术领域的重要性,激发对相关学科的学习热情。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子技术实验课程,以信号发生器为核心,结合教材内容,使学生掌握信号发生器的原理、使用方法及在实际电路中的应用。
针对高中年级学生,课程注重理论与实践相结合,培养学生动手操作能力和实验技能。
教学要求明确、具体,注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
课程目标分解:1. 知识目标:通过课堂讲解、实验演示和课后复习,使学生掌握信号发生器的相关知识。
2. 技能目标:通过分组实验、课后练习和实际操作,提高学生的动手能力和实验技能。
3. 情感态度价值观目标:通过课程学习,激发学生对电子技术的兴趣,培养良好的团队合作意识和学习态度。
二、教学内容本课程教学内容以教材中信号发生器相关章节为基础,涵盖以下方面:1. 信号发生器原理:介绍信号发生器的工作原理、基本组成部分及其功能。
2. 信号发生器种类:分析不同类型的信号发生器,如模拟信号发生器、数字信号发生器等。
3. 波形生成与调整:讲解正弦波、方波、三角波等常见波形的生成原理,以及如何使用信号发生器进行波形的调整。
4. 信号发生器应用:介绍信号发生器在实际电路中的应用,如模拟信号源、时钟信号发生等。
信号发生器课程设计(论文)
信号发生器课程设计论文摘要信号发生器是一类非常重要的电子仪器,在做实验、进行产品研制和调试以及系统测试中都是必不可少的,而一般的信号发生器是由硬件组成的,它的输出频率范围宽,各项指标高,性能优良,因而在对输出波形要求较高的地方被广泛采用。
这种仪器的缺点是电路复杂,成本高,输出波形种类不多,不够灵活。
在对波形指标要求不高、频率要求较低的场合,可以用单片机构成一个波形发生器,产生所需要的各种波形.这样的函数发生器靠软件产生各种波形,小巧灵活,便于修改,且成本低廉,容易实现。
本设计用DA转换器0832和核心控制器89C51实现数字信号发生器的课程设计。
关键词:89C51,DAC0832,D/A转换器目录绪论 (1)1硬件设计 (1)1.1 单片机电路 (1)1.2 D/A转换电路 (2)1.3 信号发生器总电路图 (3)1.4 频率数码显示电路 (4)2软件设计 (4)2.1 主程序流程图 (4)2.2 方波流程图 (5)2.3 阶梯波产生流程图 (6)2.4 三角波程序流程图 (7)2.5 正弦波程序流程图 (9)2.6 中断响应流程图 (9)2.7 软件程序 (10)2.8 仿真结果 (14)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)绪论波形发生器是信号源的一种,主要给被测电路提供所需要的己知信号各种波形,然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中,它的应用非常广泛。
它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。
目前我国己经开始研制波形发生器,并取得了可喜的成果。
但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。
就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡,独立的仪器和VXI系统的模块很少,并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距,因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。
本系统利用单片机AT89C51采用程序设计方法产生阶梯波、正弦波、矩形波三种波形,再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号,滤波放大,最终由示波器显示出来,能产波形。
数字式测试信号发生器电子系统课程设计报告
一、设计题目数字式测试信号发生器二、设计任务使用FPGA技术设计一个多功能测试信号发生器。
能完成以下功能:①、产生单音信号,频率范围10kHz-1MHz,步进10kHz,②、产生双音信号,频率范围、步进同单音信号,双音频率间隔可调,步进1kHz。
③、产生正交信号,频率范围、步进同单音信号。
④、设计基带信号源,输出可选,包括01交替,15位长伪随机码以及其它自定义信号,码速10kbps。
⑤、增加三角波、方波等输出波形。
三、方案设计与设计原理分析1、方案设计本次课程设计利用FPGA技术在QuartusII平台设计一个多功能测试信号发生器,采用直接数字式频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis,简称DDS或DDFS)的方式。
在FPGA 中定义Rom空间用来存储正弦波、余弦波、矩形波、三角波以及双音信号波形的量化数据,按照不同频率要求以频率控制字为步进对相位增量进行累加,以累加相位值作为地址码读取存放在存储器内部的波形数据,然后按键选择波形输出,经D/A转换后在示波器上观察波形。
同时,用Verilog HDL 语言编写生成伪随机码编码器,实现15位长伪随机码以及其它自定义信号。
2、设计原理分析(1)DDS原理本设计的基本模块是 DDS 信号发生器。
直接数字频率合成器(DDS)是通信系统中常用到的部件,利用DDS可以制成很有用的信号源。
与模拟式的频率锁相环PLL相比,它有许多优点,突出为(1)频率的切换迅速;(2)频率稳定度高。
一个直接数字频率合成器由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。
下图为DDS 原理框图:DDS 的工作原理为:在参考时钟的驱动下,相位累加器对频率控制字进行线性累加,得到的相位码对波形存储器寻址,使之输出相应的幅度码,经过模数转换器得到相应的阶梯波,最后在使用低通滤波器对其进行平滑,得到所需频率的平滑连续的波形。
DDS输出信号频率:其中,X为频率累加器设定值(即控制字取值);N为相位累加器位数;fc为参考时钟频率。
基于DSP的数字信号发生器设计
基于DSP的数字信号发生器设计一、本文概述随着数字信号处理技术的快速发展,数字信号发生器作为一种能够产生多种复杂波形信号的重要设备,在通信、雷达、电子对抗、测试测量等领域中得到了广泛应用。
传统的模拟信号发生器由于其波形种类有限、精度低、稳定性差等缺点,已经无法满足现代电子设备对高精度、高稳定性信号源的需求。
因此,基于数字信号处理器(DSP)的数字信号发生器成为了研究的热点。
本文旨在探讨基于DSP的数字信号发生器设计,介绍其基本原理、设计方案、实现方法以及性能测试等方面的内容。
文章将简要介绍数字信号发生器的概念、分类及应用领域,阐述其研究背景和意义。
文章将详细介绍基于DSP的数字信号发生器的设计思路,包括硬件平台的选择、DSP芯片的性能要求、信号发生器的总体结构设计等。
接着,文章将重点阐述数字信号发生器的核心算法,包括波形生成算法、频率合成算法、幅度调制算法等,并分析其实现原理和性能优劣。
文章将通过实验测试验证数字信号发生器的性能,包括波形精度、频率稳定性、幅度调制精度等指标,为实际应用提供参考依据。
本文旨在为从事数字信号发生器设计、开发和应用的相关人员提供有益的参考和指导,推动数字信号发生器技术的进一步发展。
二、数字信号发生器的基本原理数字信号发生器是一种能够产生各种预设或自定义数字信号的设备,这些信号包括但不限于正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
其基本原理主要依赖于数字信号处理(DSP)技术和数字到模拟转换器(DAC)。
波形数据存储:各种预设波形的数据会被存储在设备的存储器中。
这些数据通常是以数字形式存在的,可以是固定的预设波形,也可以是用户自定义的波形。
波形选择:用户可以通过设备的用户界面选择需要的波形。
一旦用户选择了特定的波形,相应的波形数据就会被加载到DSP处理器中。
数字信号处理:DSP处理器会对加载的波形数据进行处理。
这可以包括改变波形的频率、振幅、相位等参数,以及实现更复杂的信号调制和处理。
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数字信号发生器的设计摘要信号发生器也叫做振荡器或是信号源,在现在的科技生产实践中有着广泛而重要的应用。
现在的特殊波形发生器在价格上不够经济,有些昂贵。
而基于AT89C51单片机的函数信号发生器可以满足此要求。
根据傅里叶变换,各种波形均可以用三角函数的相关式子表示出来。
函数信号发生器能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波、方波和正弦波。
本文通过在单片机的外围加上键盘,控制波形的种类和输出频率的大小,加上LED 显示出相应信息。
单片机输出为数字信号,于是在输出端用DAC0832进行D/A转换,再通过两级运放对波形进行调整。
最终在示波器上显示出来。
关键词:信号发生器, AT89C51,D/A转换,波形调整目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2波形介绍 (1)2系统设计 (3)2.1方案选择 (3)2.2框图设计 (3)2.3单片机模块 (4)2.4按键控制与显示电路设计 (6)2.5 D/A转换电路 (7)2.6 显示电路 (9)2.7 放大电路设计 (12)2.8整体的电路原理图 (13)2.9元件清单 (13)3软件设计 (15)3.1程序流程图 (15)3.2程序代码 (15)4系统仿真及调试 (18)4.1系统仿真图 (18)4.2系统调试 (19)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1绪论1.1课题研究背景随着经济与科技不断发展,相应的测试仪器与手段也有了许多改善与提高,但是对之要求也不断提高。
波形发生器的信号已知,使用者然后根据具体的要求,将其作为激励源,测得感兴趣的参数。
信号源仿真各种测试信号,给待测电路,从而满足现实需求。
信号发生器在仿真实验占有重要地位,对于测试仪器来说也同样不可缺少。
因此对相关信号发生器的研究开发有着一定的意义。
传统的信号发生器电路复杂,控制灵活度不够,成本也相对较高。
虽然我国所研制的波形发生器在一定程度上已有了一些成果,但与国外技术确实还存在一定差距,因此很有必要提高相关方面的研究。
利用单片机的控制灵活性,外设处理能力强等特点,实现频率与幅度可调的多种波形,这就克服了传统的缺点,具有良好的实用性。
同时根据程序的易控制性,可以容易实现各种较复杂的调频调幅功能。
1.2波形介绍正弦波,正弦信号可用如下形式表示f (t)=A sin(ωt+θ) (1)其中,A 为振幅,ω是角频率,θ为初相位。
正弦函数为一周期信号如下图1所示:图1正弦波·方波方波函数是我们常用且所熟知的简单波形函数,做脉冲等,其表示形式如下:)2()20()(T t T T t t f ≤≤<≤⎩⎨⎧-=λλ (2) 方波波形如图2。
图2 图形当方波下半段幅值为0时,就为矩形波,一个原理,所以不再赘述矩形波。
锯齿波,锯齿波如图3所示。
图3 锯齿波图形三角波,三角波波形如下图4所示。
图4三角波2系统设计2.1方案选择方案一:利用单片的函数发生器的传统方式,比如8038就行。
它可很容易地产生正弦波和方波等波形,而后用数/模转换器对电压进行调制,也可以用数字调控对频率实现改变,但这种方法产生频率不稳定。
方案二:采用频率合成器,锁相环式的。
对于所选择的频率,用VCO(压控振荡器)加以选定。
这种方法较第一种性能上好,但是对于频率的输出范围难以达到。
而且有一个特点,即电路较为复杂。
方案三:可以利用单片机编程的方法来实现波形的输出。
可选用AT89C51作为控制器,输出相应波形的数字信号,再用D/A转换器输出相应波形的模拟信号。
用DAC0832作为D/A转换器,再经过两级放大后输出,最终在示波器上显示。
可以使用按键扫描来实现波形的变化[3]。
由于方案一的输出信号的频率不稳定还有二方案的电路较为复杂,频率可调范围难以达标等缺点,所以决定采用方案三的设计方法。
方案三的设计用软件可以很方便的实现对硬件的控制,输出需要的波形。
而且方案三中涉及的器件都是容易得到而且价格较为便宜的,所以价格上也有优势。
2.2框图设计基于AT89C51单片机的函数信号发生器由电源电路、单片机主控电路、信号输出电路和按键控制电路四部分组成,整体设计框图如图5所示图5 函数信号发生器系统图AT89C51单片机是整个函数信号发生器的主控部分,通过电脑对程序改写,可以产生不同波形,也可对同种波形的频率幅度进变换。
当单片机输出数字信号经过转换电路后输出相应模拟信号。
上图中输出电路包涵转换电路与整波电路。
图6为函数信号发生器的原理图。
图6 信号发生器原理框图2.3单片机模块2.3.1单片机最小系统8051片内有4KB 的ROM/EPROM ,因此只需要外接晶振电路和复位电路就可以构成最小系统了,如图7所示。
复位电路 按键电路AT89C51主控电路 输出电路电源电路89C51单片机 接口 电路 D/A 转换器 滤波放大 输出波形图7 单片机最小系统·该最小系统的特点如下:(1)由于片外没有扩展存储器和外设,P0、P1、P2、P3都可以作为用户I/O 接口使用。
(2)片内数据存储器有128B,地址空间为00H—7FH,片外没数据存储器。
(3)片内有4KB的程序存储器,地址空间为0000H—0FFFH,没有偏外存储器,EA 应接高电平。
(4)可以使用两个定时/计数器T0和T1,一个全双工的串行通信接口,5个中断源[1]。
·晶振电路工作原理及应用单片机有18、19两引脚。
分别为XTAL1和XTAL2。
单片机采取内部振荡电路时,将这两引脚接石英晶体与微调电容。
此设计采用的是12M晶振和两个30pF的电容。
在芯片内部结构中,XTAL1和XTAL2引脚是一反相放大器的两个输入端,构成单片机内部振荡器。
同样,根据需要不同,也可采用外部时钟方式。
本次设计采用内部时钟方式。
图8时钟电路·单片机复位电路工作原理及应用计算机在启动运行时都需要复位,复位是使中央处理器CPU 和内部其他部件处于一个确定的初始状态,从这个状态开始工作[1]。
89C51单片机有一个复位引脚RST ,高电频有效。
在时钟电路工作以后,当外部电路使得RST 端出现2个机器周期以上的高电平后系统就会内部复位[1]。
我们采用按键复位方式。
如图9所示。
2.4按键控制与显示电路设计本次设计共设计了4个按键,分别为开关S1、S2、S3和S4。
分别接单片机的P3.0、P3.1、P3.3、P3.4口。
S1用来控制输出波的类别,每按一次,切换到另一个波形;S2与S3则调节输出波形频率的增减,按S2时,输出平率增加,而S3则减小;S4则用来显示波形的种类与频率的大小。
如图10所示。
XTAL XTALVcc RST VssMCS-5 1k 200图10 按键电路2.5D/A转换电路D/A转换器经常用于信号发生器的设计中,通过它可以生成各种波形。
其基本原理如下:利用D/A转换器输出模拟量与输入数字量成正比这一特点,通过程序控制CPU 向D/A转换器送出随时间成一定规律变化的数字,则D/A转换器输出端就可输出随时间按一定规律变化的波形[1]。
2.5.1 D/A转换的必要性D/A是先把数字量转换成模拟量,在单片机设计中经常用到。
众所周知,单片机输出信号为数字量,而本设计旨在输出各种波形,属模拟量,所以单片机的数字量必须经过D/A的转换变为模拟信号才能满足要求。
2.5.2 DAC0832的特性及应用DAC0832是一个8位的D/A转换器,为DAC0830的一种。
DAC0832内部主要由8为输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器和控制逻辑电路组成。
由于DAC0832与单片机接口方便,其转换与控制较易实现,所以在实际工作中有其重要的作用,使用的也较为频繁。
其内部结构及引脚图如图11所示。
图11 DAC0832的内部结构图12 DAC0832的引脚图DAC0832是D/A 转换器的一类,属电流型,所以后要跟着I/V 转换。
数字输入端可以有单缓冲、双缓冲或直通方式输入。
当引脚1WR 、2WR 、CS 、XFER 直接接地时,ILE 接电源,DAC0832处于直通工作方式。
这种状态下,有输入就立即有输出,处理方式简单,但只能通过独立的I/O 接口连接。
当连接ILE 、1WR 、2WR 、CS 和XFER 引脚,使得两锁存器分别工作在直通与受控状态,或者两个同事被控制,则DAC0832处于单缓冲工作方式[1]。
只要数据DAC0832写入8位输入锁存器,就立即开始转换。
双缓冲方式即将对8位DAC 寄存器与对锁存器的控制分开进行,占用的I/O 口相对较大。
根据以上分析,此次设计选取单缓冲方式。
如图13所示。
图13 DAC0832单缓冲方式的连接2.6 显示电路显示电路分为3部分,分别为LED 灯显示,LED 数码管显示,最后还有示波器显示。
·LED 灯显示本次设计共用了4个LED 灯,分别表示示波器上显示了对应的波形,单片机的P2.4—P2.7分别控制相应灯的亮灭。
电路图如图14所示。
图14 电路图·LED数码管显示本次LED数码管的作用是用来显示相应输出信号的频率。
LED数码管显示电路尽管其所能显示的信息简单,但由于其清晰、亮度高使用时间长和所需电压要求低等优势,在单片机应用中有着应用频率较高。
LED数码管显示器是简单地发光二级管按特定的电路连接起来的显示性器件。
而我们在一些单片机设计中常用的是8段式的LED数码管显示器,其分为两类,共阴和共阳之分。
其结构如图所示。
本次设计采用共阴方式。
图15 LED数码管结构图常用数字和字符的编码如下表:表1 常用字段编码表显示字符共阴极字段码共阳极字段码显示字符共阴极字段码共阳极字段码0 3FH C0H C 39H C6H1 06H F9H D 5EH A1H2 5BH A4H E 79H 86H3 4FH B0H F 71H 8EH4 66H 99H P 73H 8CH5 6DH 92H U 3EH C1H6 7DH 82H T 31H CEH7 07H F8H Y 6EH 91H8 7FH 80H L 38H C7H9 6FH 90H 8.FFH 00HA 77H 88H “灭”00 FFHB 7CH 83H ………………LED数码管在显示的方式上有动态显示和静态显示两种方法。
当LED静态显示时,公共端接地或接电源,根据共阴还是共阳决定。
但每一段的段选段都要与I/O接口连接。
这种方式结构简单,程序也简单易理解。
但缺点也因此点而来,一个数码管就要8个I/O口,数码管若多有几个,则就会占用很多I/O口。
而当LED采取动态显示时,是将所有数码管的段选段并接在一起的,用公共的I/O 控制端,公共端不接地或是电源,而是连接I/O口,实现位选,即选取那个数码管亮,几个数码管轮流显示相应信息,这样不断循环。