低频信号发生器设计任务书.doc

低频信号发生器设计任务书 1．设计内容： 设计制作低频信号发生器，要求利用单片机产生正弦波、方波及三角波等波形。 2．性能指标与相关要求 ①正弦波 频率范围：O.01Hz～lOkHz 频率误差： 0.1％ 电压范围：O～20V 峰—峰值 失真率：r≤1％ ②方波 频率范围；0.O1Hz～lOOkHz 频率误差： 0.1％ 电压范围：0～1OV ③三角波 频率范围：O.01Hz～lOkHz 频率误差： 0.1％ 电压范围：O～20V 峰—峰值 失真率：r≤3％ 3．设计方案 Intel公司的MCS－51系列中的8051单片机应用已很成熟,以其为基核的其他8位机都有极好的兼容性,应用十分方便。图1所示为以8051和MAX038为核心的系统硬件电路。 用8279 完成键盘输入和LED显示控制两种功能,键盘按键设置：数字键0～9,小数点,正弦波、方波和三角波切换键,频率选择Hz、kHz、MHz切换键,占空比 键,回车键。采用外部译码方式,8279的SL0～SL2经74LS138（2）输出接键盘,同时经74LS138（1）输出驱动后送LED。8279的 显示输出B0～B3,A0～A3作8位数据输出,当键盘出现有效闭合键时,数据自动进入8279的RAM存储器,并向CPU申请中断。 MAX038 的频率控制电压由10位DAC1020提供,经Rin＝50kΩ的电阻进入Lin引脚,8051的P2．6作为DAC1020的片选信号,采用双缓冲器方 式,锁存10位数据。DADJ引脚电压范围－2．4V～＋2．4V由8位DAC0832的双极性输出电压提供,即占空比调节的控制电压。用8051的 P2．5作为DAC0832的片选信号,基准电压采用MAX038内部2．5V基准电压,接入VR端。DAC0832的ILE接＋5V,片选端和数据传送端都与74LS373输出线A0相连。 设Lin输入端电压为Vin,串接电阻为Rin,则有公式： F0＝Vin/〔Rin×CF〕 式中,F0是输出频率,单位MHz;Vin是输入端电压,单位V;Rin是串接电阻,单位Ω;CF是决定输出频率的串入电容值,单位pF。 取Rin ＝50kΩ,Vin的范围0．5～5V,这样对于某一电容,可提供十倍扫频范围,从而电容的选择就可确定输出频率范围,即频段。第一频段电容取 100μF,频率范围0．1～1Hz,第二频段到第九频段电容选择按十倍衰减,即可获得各频段频率范围,第九频段频率范围是10～20MHz,每一频段步 进值选各频段低段频率的0．5％。有九个频段供选择切换,8051的P1．2～P1．5通过T1042译码后送入频段设定电路,由软件启动频段设定电路中 的开关来进行频段选择。 系统的主程序流程框图如图2所示。 先 对8279进行初始化,即允许中断申请,清8279状态,置键盘显示方式及时钟编程等,再置MAX038初始波形与频率、占空比。然后测试回车键是否闭 合,以决定是否进行中断处理,判断输出波形并输出控制信号,有关输出波形频率的控制电压及占空比的计算送DAC1020及DAC0832,最后将波形频率 及占空比送显示缓冲区,调显示子程序显示。