信号发生器_设计与制作报告

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1、设计与制作报告家用防盗报警器专业：计算机控制技术（智能电子产品设计与制作）班级：组员：姓名：学号:指导老师：高立新时间：2011-2012学年第一学期10信号发生器设计与制作摘要该信号发生器是以单片机（89C52）为中心控制系统，由键盘输入、液晶显示模块、D/A转换波形输出、后级运算放大和输出稳幅电路组成。本设计基于DDS（直接数字频率合成）技术和单片函数发生芯片MAX038。基于DDS专用芯片AD7008的基本原理、内部结构及接口编程方式，并以其为核心，结合单片机AT89C52的灵活控制，设计了一种高精度

2、正弦波信号的发生电路。分析了采用AD7008实现正弦信号发生器、调幅、调频的方法。MAX038是一个通用波形发生芯片，从频率范围，频率精确度，对芯片及波形的控制性能比较高，可用于三角波和方波等周期性波形的产生。关键字:单片机；DDS；AD7008；MAX038一．总体设计方案1．功能要求、设计思路从设计要求看，波形生成是本设计的核心，其他部分则是对波形的各种参数如幅度、频率、波形种类等进行控制。采用自顶向下细化的设计方法，首先从对波形生成子系统的分析与方案入手。题目要求设计正弦波、三角波和方波。设计中DDS

3、(数字直接合成器)采用高速数字电路和高速D／A转换技术，内置正弦ROM表，可方便地输出正弦波，具有很好的频率和相位分辨率，能够进行快速信号变换，并且频率和幅度均可实现数字调节，非常方便与微处理器接口。因此，可以利用DDS技术，结合单片机的灵活控制，利用AD7008设计一种可精确调节的高精度正弦波信号电路。2．系统组成根据题目的要求，经过仔细分析，充分考虑各种因素，制定了整机的设计方案：以单片机89C52为控制核心，完成五方面的功能：处理键盘数据，对AD7008的初始化和控制，控制LCD显示，控制TLC561

4、5进行幅值转换，控制MAX038的波形选择和频率的调整。系统组成总体结构框图如图1所示:1089C52单片机液晶显示键盘输入AD7008D/A转换MAX038运算放大数码管显示多路选择正弦波输出三角波、方波输出图1系统组成总体结构框图二.单元电路设计1.数模转换D/A和运算放大电路设计MAX038的输出波形由TLC5615控制，由单片机控制对TLC5615置数，经D/A转换和幅度控制，即可输出选定的波形。AD8056运算放大器是低噪声精密运算放大器，具有精度高、漂移率低等特点，能完成波形输出电压的放大.图4

5、AD电路图2.显示电路设计、键盘输入设计采用LCD显示时可以将用户输入的步进、频率、幅度及时地显示出来，使用户自定义输入变得非常方便。而且可以实现汉字显示，使得界面非常亲切。ZLG7289B是数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片，可直接驱动8位共阴式数码管，同时还可以扫描管理16只按键。ZLG7289B10内部含有显示译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。图3ZLG键盘扫描的数码管显示电路3.波形发生电路设计本设计利用AD7008和MAX038配合单片机与键盘及显示电路，可以方便地实现

6、频率、幅度设置输出，输出信号频率范围宽、分辨率高、波形失真度小，AD7008外接50MHz的有源晶振，波形信号经放大后再输出。MAX038是函数发生器芯片，外围元件比较多，在调试中会困难一些。通过调节D/A的幅度和振荡电容可输出不同频率的波形。AD7008和MAX038的波形产生电路图如图2所示：图2波形产生电路三.软件设计程序全部由C语言编写，可实现波形选择、频率幅度输入、波形编辑、步进调整等。采用液晶显示波形类型、频率、步进和幅度。主程序流程图如图310所示：开始初始化有键按下幅度调整波形选择液晶显示步

7、进调整频率调整数码管显示正弦波方波三角波NY图3主程序流程图四．系统制作与测试硬件电路调试：将上述各模块电路分别调试，再将各模块电路组合进行调试。调试时，采用示波器观察输出波形，检验是否符合设计要求。然后连接成一个整体进行系统调试。10图照片测试数据：包括频率和幅值（峰-峰值）可调的正弦波、方波、三角波。用数字示波器来测试波形的频率和幅值，数据如表4.1表4.2表4.3所示。正弦波方波三角波设定值/Hz实际值/Hz实际值/Hz实际值/Hz10101010100100.003100.01100.041k100

8、0.041000.091000.310k10000.110000.8510000.7100k100003.1100001.2100006.11M100000510000061000010表4.1波形频率测试数据设定值/V实际值/V0.50.50110.99422.00333.0244.0054.98设定值/V实际值/V0.50.50410.9921.99733.0444.0354.97表4.3波形稳幅测试数据表4