数字化波形发生器的设计-毕业设计

数字化波形发生器的设计

学生：XX 指导老师：XX

内容摘要：介绍一种数字化波形发生器的设计。采用MAX038函数发生器芯片，在单片机的控制下输出正弦波、三角波、矩形波，频率、占空比可通过12位4路输出的数模转换器MAX526进行数控调节。波形的频率和幅值采用LCD显示。8选1多路模拟开关AD7501在单片机的控制下实现频段的选择。MAX038输出的幅值电压放大后送入数字衰减器AT-280进行衰减，以调整放大后的输出幅度。

关键词：数控波形发生器 MAX038 MAX526 LCD模块

The design of a digital waveform generator

Abstract:Introduces a design of digital waveform generator. Using MAX038 function generator chip, the microcontroller under the control of a sine wave, triangle wave output, rectangle wave, frequency, and occupies emptiescompared to a 4 way through 12 of the output MAX526 digital-to-analog converters for numerical control regulation. The wave frequency and amplitude are the LCD display. 8 choose more than one way AD7501 analog switch in under the control of the single chip microcomputer realize frequency band choice. MAX038 amplitude voltage amplifier output after into digital decay AT-280 attenuation, adjusting to enlarge the output amplitude.

Keywords:Digital waveform generator MAX038 MAX526 LCD modul

目录

前言 (1)

1 数字化波形发生器 (1)

1.1 数字化波形发生器的特点 (1)

1.2 函数信号发生器的实现方法 (1)

1.3 MAX038的概述 (2)

1.3.1 MAX038的主要参数 (2)

2 数控波形发生器的结构组成及工作原理 (4)

2.1 数控波形发生器的结构组成 (4)

2.2 数控波形发生器的工作原理 (4)

2.3 4路12位电压输出型D/A转换器MAX526的应用 (5)

2.4 频率和占空比的数控调节原理 (6)

2.5 输出幅值的数控调节 (7)

3 数控函数发生器频率与幅值的LCD显示及频段选择 (8)

3.1 内置SED1520的MGLS-12032图形液晶模块的应用 (8)

3.2 液晶模块与单片机的接口方式 (8)

4 结束语 (9)

参考文献 (9)

数字化波形发生器的设计

前言

波形发生器作为常用的信号源，被广泛应用于调试,自动控制系统和教学实验等领域。目前使用的波形发生器大部分的缺点是，其体积大，可靠性差，精度低。提出一种性价比高的波形发生器，利用单片机进行函数处理，由软件控制波形输出，利用单片机进行函数处理，由软件实现波形生成，输出的数字信号再经模拟和信号放大处理后输出所需波形。

1 数字化波形发生器

1.1 数字化波形发生器的特点

该波形发生器具有集成度高，体积小，可靠性好，精度高，价格便宜等特点。在调试硬件时，常常需要加入一些信号，以观察电路工作是否正常。用一般的信号发生器，不但笨重，而且只发一些简单的波形，不能满足需要。例如用户要调试串口通信程序时，就要在计算机上写好一段程序，再用线连接计算机和用户实验板，如果不正常，不知道是通讯线有问题还是程序有问题。用E2000/L的波形发生器功能，就可以定义串口数据。通过逻辑探勾输出，调试起来简单快捷。在自动控制系统设计、调试和现代电子学的各个领域，经常需要高精度、高频率且频率可方便调节的正弦波、矩形波、三角波等信号作为信号源

1.2 函数信号发生器的实现方法

◆用分立元件组成的函数发生器，但通常是单函数发生器，其频率不高，工作不够稳定，不易调试。

◆由晶体管、运放IC等通用器件制作，多用专门的函数信号发生器产生信号。早期的函数发生器芯片如8038，其功能较少，精度不高，频率上限只有300KHZ，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，且互相影响。

◆利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器，能产生任意波形并达到很高的频率，但成本较高。

◆目前多使用MAXIM公司开发的新一代专用函数信号发生器芯片MAX038，其输出频率范围0.1HZ-20MHZ，输出电阻0.1Ω，非线性失真小于0.75%，输出波形有正弦波、三角波、锯齿波、方波、脉冲波，频率和占空比都易于调节。因此，MAX038被称为高频

精密函数信号发生器。另外，在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。但是，基于MAX038的函数信号发生器的频率和占空比调节是通过外接可调电阻来实现的，这样很难满足可调范围大、精度高、信号稳定的要求。所以，从设备的可操作性和实用性的角度考虑，根据MAX038输出频率的数控调节原理，采用微处理器作为控制单元，结合DAC和MAX038可设计成一个使用方便、精度高的数字化波形发生器。

1.3 MAX038的概述

MAX038是一个具有高频、高精度、低输出电阻、驱动能力强的函数信号发生器芯片。MAX038内部含有精密带隙电压参考、鉴相器和TTL同步输出，能以最少的外部元件构成一台多波形的高频函数信号发生器。

MAX038是目前较为理想的信号产生集成芯片。其内部电路框图如图1.3-1所示。

图1.3-1 MAX038其内部电路框图

1.3.1 MAX038的主要参数

MAX038芯片的核心部分是一个电流控制的基本振荡器，工作电源采用±5V，内部提