简易多路信号发生器设计报告(含程序、总电路,调试无误)

简易多路信号发生器

班级：

专业：

设计者：

学号：

实习日期：

东华理工大学

2012年月日

简易多路信号发生器

摘要：

简易多路信号发生器利用单片机控制和DAC0832进行数模转换,通过硬件电路和软件程序相结合,可正弦波、方波、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改变。波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定的优点。

多路信号发生器有两个按键，一个按键控制信号类型，按下键一依次改变信号类型和停止产生波形；另一个按键改变信号频率。

一、设计内容及要求：

1、设计内容：本课题要求设计一个简易多路信号发生器。

2、设计要求：

1.通过单片机控制74LS138译码器，对DAC0832进行片选控

制；

2.能够产生正弦波、矩形波、锯齿波等基本波形信号，并通过

修改程序能够产生任意波形的信号；

3.通过两个按键控制波形类型和频率，一个按键控制信号类型，

按下键一依次改变信号类型和停止产生波形；另一个按键改变信号频率；

4. 有一个LED 显示是否有波形输出；灯亮为有波形输出，灯灭表示无波形输出；

二、电路工作原理：

电路由单片机最小系统、译码电路、DAC 转换电路、放大输出电路、LED 显示电路、按键组成。当启动电源时，系统正常工作，通过最小系统控制DAC 转换电路片选信号，正常产生波形信号。当按下按键1时依次切换输出波形类型和停止转换，按下按键2可在一定频率范围内改变波形频率。

三、选定系统设计方案，画出系统框图

四、 单元电路设计参数计算及元器件选择

1. 单片机最小系统

51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响

单片机的复位时间，一般采用10~30uF ，51单片机最小系统

单片机 89C51

按键

74LS138 译码电路

DAC0832 数模转换电

路

放大输出电路

LED 显示

容值越大需要的复位时间越短。

●51单片机最小系统晶振Y1采用11.0592MHz，在正常工作的

情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。

●51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF

（30pF），并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好

●P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为

10k。其他接口内部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。

单片机最小系统电路图

2.74LS138译码电路：该电路是由单片机P2口控制，主要是利用74LS138芯片，对三位输入信号译码，本电路由Y7口对DAC0832进行片选控制。74LS138芯片真值表和电路图如下：

●当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和/(E3)）

为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在

Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110

3.DAC0832转换电路：DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。本电路8位数据有P0口输出，片选CS由

DAC0832是20引脚的双列直插式芯片。

各引脚的特性如下：

CS——片选信号，和允许锁存信号ILE组合来决定是否起作用，低有效。

ILE——允许锁存信号，高有效。

WR1——写信号1，作为第一级锁存信号，将输入资料锁存到输入寄存器（此时，必须和、ILE同时有效），低有效。

WR2——写信号2，将锁存在输入寄存器中的资料送到DAC寄存器中进行锁存（此时，传输控制信号必须有效）低有效。

XFER——传输控制信号，低有效。

DI7~DI0——8位数据输入端。

IOUT1——模拟电流输出端1。当DAC寄存器中全为1时，输出电流最大，当DAC寄存器中全为0时，输出电流为0。

IOUT2——模拟电流输出端2。IOUT1+IOUT2=常数。

Rfb——反馈电阻引出端。DAC0832内部已经有反馈电阻，所以，RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端。相当于将反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。

VREF——参考电压输入端。可接电压范围为±10V。外部标准电压通过VREF与T型电阻网络相连。

VCC——芯片供电电压端。范围为+5V~+15V，最佳工作状态是+15V。

AGND——模拟地，即模拟电路接地端。

DGND——数字地，即数字电路接地端。

4.放大输出电路：

5.LED显示电路：

ED显示电路结构比较简单，主要由电源、三极管、限流电阻、LED灯构成，三极管基极通过一个非门接DAC0832的片选端，以检测DAC0832是否启动转换，从而达到显示是否有波形输出的效果。电路结构图如下：

6.按键：本系统采用了两个按键，分别产生两个外部中断信号，所以分别接到单片机的P3.2和P3.3口，电路结构如图：

五、总电路

六、参考文献

1.荣君雅等主编，数字电子技术，机械工业出版社

2.标准集成电路数据手册TTL电路，电子工业出版社

3.康华光主编，电子技术基础（数字部分），高等教育出版社

4.黄继昌等主编，数字集成电路应用300例，人民邮电出版社

5.肖景和编著，数字集成电路应用精粹，人民邮电出版社

七、系统需要的元器件清单：

Quantity Description Reference_ID Package =====================================================================

1 RESISTOR, 10kOhm_5% R7 RES0.5

6 RESISTOR, 1.0kOhm_5% R6, R5, R4, R3, R1, R2 RES0.5

1 TIMER, LM555CH U1 H08C

2 CAPACITOR, 1.0uF C2, C1 cap5

4 SWITCH, SPST J1, J2, J3, J4 SPST

1 74LS, 74LS192N U1

2 NO16

7 74LS, 74LS21D U3, U4, U5, U6, U10 DO14

, U11, U19

2 74LS, 74LS32D U7, U8 DO14

1 SWITCH, SPDT J5 SPDT

1 74LS, 74LS175D U

2 DO16

1 BUZZER, BUZZER U21 BUZZER

===================================================================== 八、调试过程中遇到的问题及解决方法