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1、PRACTICALELECTRONICS制作天地基于ICL8038函数信号发生器的设计漳州师范学院物理与电子信息工程系◎白炳良吴木瑞本设计是以ICL8038和AT89C2051为核心设计的如图1为系统设计框图。本设计是利用键盘设置数控及扫频函数信号发生器。ICL8038作为函数信号源相应的频率值,根据所设置频率段选择相应电容,经计结合外围电路产生占空比和幅度可调的正弦波、方波、算获得相应数字量送数字电位器实现D/A转换,同时三角波;该函数信号发生器的频率可调范围为与参考电压(本例为5.5V)相加后形成数控调压去控制1~100kHz,步进为0.
2、1kHz,波形稳定,无明显失真。ICL8038第8脚,这样即可由ICL8038实现对应频率值1.系统设计框图的矩形波、三角波和正弦波。方波幅度经衰减后送单片机可测得信号源频率并由数码管显示。2.电路原理图图2为电路原理图。其中AT89C2051是8位单片机,其中:P1.4~P1.7、P1.2、P1.3、P3.0、P3.1作为数码显示;P3.3、P3.5、P3.7作为键盘输入口;P3.4作图1系统设计框图图2电路原理图12电子制作2008年第3期HANDSONPROJECTS制作天地为计数口,用于测量信号源频率;非线性逼近网络构成。一般说来,逼
3、近点越多得到的正弦波效果越好,失真P3.0~P3.2作为数字电位器的SPI度也越小,在本芯片中N=4,失真度可以小于1。在实测中得到正弦信号的总线;P1.1、P1.0可根据需要扩展失真度可达0.5左右。其精度效果相当满意。为了进一步减小正弦波的失真继电器或模拟开关选择ICL8038度,可采用图2所示电路中两个电位器RW3和RW4所组成的电路,调整它第10脚(CAP)与第11脚间的电容C。们可使正弦波失真度减小。当然,如果矩形波的占空比不是50%,矩形波不MCP41010是8位字长的数再是方波,引脚2输出也就不再是正弦波了。字电位器,采用三总线
4、SPI接口。经实验发现,在电路设计中接10脚和11脚的电容值和性能是整个电/CS:片选信号,低电平有效;SCK:路的关键器件,电容值的确定也就确定电路能产生的频率范围,电容性能的时钟信号输入端;SI:串行数据输好坏直接影响信号频率的稳定性、波形的失真度,由于该芯片是通过恒流源入端,用于寄存器的选择及数据对C充放电来产生振荡的,故振荡频率的稳定性就受到外接电容及恒流源输入。MCP41010可作为数字电位电流的影响,若要使输出频率稳定,必须采用以下措施:外接电阻、电容的温器,也可以作为D/A转换器,本设度特性要好;外部电源应稳定;电容应选用漏电小
5、、质量好的非极化电容器。计是将MCP41010接成8位字长3.实验结果的D/A转换器,MCP41010根据输当±12V工作电源时,输出频率如下表:入的串行数据,对基准电压进行第8脚电压U3/v5.56.57.58.59.510.5分压后由中间抽头输出模拟电电容C为701时，输出频率f/kHz100.385.970.955.540.024.2DN电容C为322时，输出频率f/kHz23.920.316.612.99.25.5压,即V=V(式中PWO256REFVREF=5V)。电容C为203时，输出频率f/kHz4.13.52.82.21.61
6、.0函数发生电路ICL8038,图2失真度情况,实验数据如下表:所示是一个占空比和一个频率连设置频率波形失真情况频率显示f/kHz续可调的函数发生电路。ICL8038f/kHz正弦波三角波方波是一种函数发生器集成块,通过1.0～60误差小于0.1无失真无失真无失真外围电路的设计,可以产生高精80.0~90误差小于0.5低部和顶部略有失真无失真占空比略变小密度的正弦波、方波、三角波信90~100.0误差小于1低部和顶部略有失真无失真占空比略大于1/3号,选择不同参数的外电阻和电4.软件流程图容等器件,可以获得频率在图3为软件流程图。T0设为计数
7、器,T1设为定时器(初值为5ms)。5ms启0.01Hz~300kHz范围内的信号。通动主循环,主要用于键盘扫描及扫描显示,图2中K0作为控制键,K1作为调过调节RW2可使占空比在2%整键,K2作为增加键;上电时程序进入频率设置模式,按一下K0键程序进入~98%可调。第10脚(CAP)与第数控模式,按二下K0键程序进入扫频模式,按三下K0键程序进入频率设置11脚间的电容C起到很重要的作模式,周而复始。在频率设置模式,由K1键和K2键完成频率设置。用,它的大小决定了输出信号频率的大小,当C确定后,调节ICL8038第8脚的电压可改变信号源的输出
8、频率。从ICL8038引脚9(要接上拉电阻)输出的波形经衰减后送单片机P3.4进行频率测量。正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。利用二极管的非线性特性
