数控正弦函数信号发生器演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电子电路课程设计,数控正弦函数发生器,题目 实用信号源的设计和制作,一、任务,在给定5V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。,二、要求,1基本要求,（1）正弦波信号源,信号频率：10Hz1.25kHz步进调整，步长为5Hz,频率稳定度：优于10,-4,非线性失真系数3%,（2）脉冲波信号源,信号频率：10Hz1.25kHz步进调整，步长为5Hz,脉冲占空比：2%98%步进可调，步长为2%,（3）三角波及锯齿波,信号频率：10Hz1.25kHz步进调整，步长为5Hz,2发挥部分,（1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。,（2）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV3V，步长为100mV。,（3）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz。,（4）降低正弦波非线性失真系数。,一、课程概况简介,二,、课题介绍,三、,课题技术指标,四,、,设计提示,五,、电路调测提示,主要授课内容,:,一、课程概况简介,课程名称,:,电子电路课程设计,（,32,学时，两周）,课程性质,:,必修,（,2,学分）,教 材,:,电子电路课程设计,张豫滇编,教学目的,:,1.,提高模拟电路、数字电路理论和实验的综合能力。,2.,掌握综合型电子电路的设计、装配和调测方法。,3.,掌握电子元器件资料和电路资料的检索方法。,4.,提高设计报告的撰写能力。,5.,全面培养学生科技工作素质。,教学进程：,1.,设计要求和提示,（在实验室教师授课，半天）,查阅资料、设计电路,（同学独立完成，,1,天半）,。,2.,讲述装配方法和调测要求,（,2,学时）,。,3.,调测,（第一周星期三至第二周星期三）,。,4.,验收,（第一周星期三至第二周星期四）,。,5.,撰写报告,（第二周星期五）,、讲评、收尾。,2014/2015,学年第一学期,2012,级电子电路课程设计进度表（第四批）,实验时间为,8:0011:30,下午,13:4516:55.,教师每天点名,;,16,日下午和,17,日全天为查资料时间,可不在实验室,其他正课时间必须在实验室,未经请假不到实验室者,按旷课论处,旷课超过,3,天，将取消课程设计资格,.;,课程设计期间学生请假离宁,需由指导员批准,任课教师无权批准,;,课程设计结束后,3,天内由各班学习委员将课程设计报告收齐，交指导教师。,教学方法：,1.,教法：,在实验室集中，分,3,次讲解。,*,电路设计提示。,*,装配要求、调测方法。,*,实验报告撰写要求。,辅导实验、最后逐一验收。,2.,学习方法：,*,认真自学,电子电路课程设计,相关章节。,*,独立完成设计。,*,独立装配、调测、撰写设计报告。,课程纪律：,1.,缺少实验达三分之一以上无成绩，必须重修。,2.,设计报告必须手写，不得用打印机打印。,3.,预习报告和设计报告抄袭他人者，报告成绩按,0,分论处。,4.,迟到、早退,3,次成绩降档。,成绩评定：,1.,评分项目：预习报告、装配水平、调测水平、完成指标、报告。,2.,成绩分档：优秀、良好、中等、及格、不及格、不及格必须重修，没有补考。,二、课题介绍,2.1,设计课题名称,数控正弦函数发生器,2.2,课题简介,数字信号源是目前发展较快的领域，用途很广。利用存储器,EPROM,里的正弦函数发生器。这种由数字合成的信号源较传统的振荡器有很多优点。首先，它的输出频率可以方便的进行控制，通过改变读取信号的速度，也可以通过改变样点的读取，实现调频，扫频和数字控制。再者，这种信号源可以由计算机控制，组合成多种波形的函数信号发生器，另外较传统的模拟型便于集成化，可靠性可以更高，频率变化范围更宽。,3.1,技术指标,(P146,课题,8.2.7),1,、整体功能要求,数控函数发生器的功能是用数字电路产生正弦波、方波、三角波和锯齿波信号，输出信号的频率和电压的幅度均由数字式开关控制，并用一个自复开关进行选择,4,个发光二极管，指示波形种类。,事先对一个波形进行取样，把各个样点的取样值存入存储器构成函数表（可以存入一个周期的完整信号，也可以存入半个周期或,1/4,个周期）。通过数字频率控制电路对函数表的读取，再把读取的取样值取出还原成原始的波形信号，这就构成了信号发生器的基本设计原理。,三、课题技术指标,2,、系统结构要求,数控信号发生器的结构如图,1,所示，其中波形发生器采用数字电路产生正弦波、方波、三角波和锯齿波信号，频率选择开关用于选择输出信号的频率，幅度选择开关用于选择输出信号电压幅度，频率选择开关和幅度选择开关均应采用数字电路，自复开关用于进行选择,4,个发光二极管并指示波形种类。,通过频率控制开关改变频率控制电路的输出频率，由此改变计数器（地址发生器）的循环计数速度，进而改变从存储器取出的速度，经,D/A,变换后输出正弦波信号，再由幅度控制开关控制输出信号的电压幅度，自复开关用于进行控制选择,4,个发光二极管并指示其对应的,4,种波形。,3,、电气指标,输出信号波形：正弦波、锯齿波、三角波和方波,。,输出信号频率范围：10Hz1.25KHz,输出信号最大电压：,5V,（峰峰值）。,输出频率最小步长：,5Hz,。,幅度选择档位：,64,档。,4、设计条件,电源条件：,5V,。,5,、元件清单,其他阻、容元件自选。,四、系统设计,1,、工作原理,基准频率：,时基电路以.2768MHz的晶振分频产生12,.,8Khz频率，由12,.,8,Khz,十分频产生1.28Khz频率，再经过256个地址计数器的分频得到5Hz频率。,是否有其他方法，请同学们自己在设计时可以考虑下。,地址计数器产生,256,个地址依次从存储器中取出正弦信号的样值。该样值经,D/A（）变换，输出一正弦波。幅度开关控制衰减电路使幅度变化。放大电路可满足输出信号的幅度及输出阻抗的要求。,基准电路,D/AII,256分频,锁相环电路,正弦函数表,D/A I,输出,幅度开关,可变256分频,2,、频率控制电路,频率控制电路含时基电路，频率开关和,PLL,压控振荡器，如图,3,所示。若输出正弦信号频率要求为,10Hz,1.25KHz,，则模,256,计数器输入时钟信号的频率范围为,2.56KHz,320KHz,，即：第一部分电路产生的方波频率范围的下限应小于,2.56KHz,，上限应为,320KHz,。就是,PLL,锁相环要输出上述频率。,2.1时基电路的设计,首先选择4060振荡及分频芯片加上3.2768MHz晶体经过8位分频产生12.8KHz方波信号，再10分频产生1.28KHz给PLL(锁相环)作为基准时钟。利用,PLL倍频功能,产生2.56KHz至320KHz频率方波。（N=2-255),时基电路,2.2,锁相环,CD4046,，,2.3 PLL（锁相环CD4046）倍频电路,3,、地址计数器的设计,M=256,计数器，可由,CD4040,实现,.(12,位二进制计数器,),4,、存储器及正弦函数表,（,1,）,28C64,芯片的管脚图,（,2,）正弦函数表的算法设计：,用,C,语言进行如下编程：,#include,#include,#define pi 3.1415926,void main(),int n,I;,float m;,for(n=0;n=0.5),print(,“,5x,”,i+1);,else,print(,“,5x,”,i);,（,3,）输出数据作为,EEPROM,里面输入的正弦函数表：,（,3,）三角波函数表的算法设计：,用,C,语言进行如下编程：,#include,void main(),int i;,int rom_triangle256;,int hex2562;,for(i=0;i128;i+),rom_trianglei=2*i;,hexi+1281=rom_trianglei/16;,hexi+1280=rom_trianglei-16*hexi1;,for(i=0;i128;i+),rom_trianglei+128=254-2*i;,hexi+1281=rom_trianglei+128/16;,hexi+1280=rom_trianglei+128-16*hexi+1281;,for(i=0;i256;i+),swithch(hexi1),case 0:printf(,“,0,”,);break;,case 1:printf(,“,1,”,);break;,case 2:printf(,“,2,”,);break;,case 3:printf(,“,3,”,);break;,case 4:printf(,“,4,”,);break;,case 5:printf(,“,5,”,);break;,case 6:printf(,“,6,”,);break;,case 7:printf(,“,7,”,);break;,case 8:printf(,“,8,”,);break;,case 9:printf(,“,9,”,);break;,case 10:printf(,“,A,”,);break;,case 11:printf(,“,B,”,);break;,case 12:printf(,“,C,”,);break;,case 13:printf(,“,D,”,);break;,case 14:printf(,“,E,”,);break;,case 15:printf(,“,F,”,);break;,switch(hexi0),case 0:printf(,“,0,”,);break;,case 1:printf(,“,1,”,);break;,case 2:printf(,“,2,”,);break;,case 3:printf(,“,3,”,);break;,case 4:printf(,“,4,”,);break;,case 5:printf(,“,5,”,);break;,case 6:printf(,“,6,”,);break;,case 7:printf(,“,7,”,);break;,case 8:printf(,“,8,”,);break;,case 9:printf(,“,9,”,);break;,case 10:printf(,“,A,”,);break;,case 11:printf(,“,B,”,);break;,case 12:printf(,“,C,”,);break;,case 13:printf(,“,D,”,);break;,case 14:printf(,“,E,”,);break;,case 15:printf(,“,F,”,);break;,printf(,“,”,);,if(i+1)16=0),printf(,“,n,”,);,（,4,）锯齿波函数表的算法设计：,用,C,语言进行如下编程：,#include,void main(),int i;,int rom_sawtooth256,i;,int hex2562;,for(i=0;i256;i+),rom_sawtoothi=i;,hexi1=rom_sawtoothi/16;,hexi0=rom_sawtoothi-16*hexi1;,for(i=0;i256;i+),swith(hexi1),case 0:printf(,“,0,”,);break;,case 1:printf(,“,1,”,);break;,case 2:printf(,“,2,”,);break;,case 3:printf(,“,3,”,);break;,case 4:printf(,“,4,”,);break;,case 5:printf(,“,5,”,);break;,case 6:printf(,“,6,”,);break;,case 7:printf(,“,7,”,);break;,case 8:printf(,“,8,”,);break;,case 9:printf(,“,9,”,);break;,case 10:printf(,“,A,”,);break;,case 11:printf(,“,B,”,);break;,case 12:printf(,“,C,”,);break;,case 13:printf(,“,D,”,);break;,case 14:printf(,“,E,”,);break;,case 15:printf(,“,F,”,);break;,switch(hexi0),case 0:printf(,“,0,”,);break;,case 1:printf(,“,1,”,);break;,case 2:printf(,“,2,”,);break;,case 3:printf(,“,3,”,);break;,case 4:printf(,“,4,”,);break;,case 5:printf(,“,5,”,);break;,case 6:printf(,“,6,”,);break;,case 7:printf(,“,7,”,);break;,case 8:printf(,“,8,”,);break;,case 9:printf(,“,9,”,);break;,case 10:printf(,“,A,”,);break;,case 11:printf(,“,B,”,);break;,case 12:printf(,“,C,”,);break;,case 13:printf(,“,D,”,);break;,case 14:printf(,“,E,”,);break;,case 15:printf(,“,F,”,);break;,printf(,“,”,);,if(i+1)16=0),printf(,“,n,”,);,（,4,）方波函数表的算法设计：,用,C,语言进行如下编程：,#include,void main(),int i;,int rom_square256,i;,int hex2562;,for(i=0;i128;i+),rom_squarei=255;,hexi1=rom_squarei/16;,hexi0=rom_squarei-16*hexi1;,for(i=0;i256;i+),rom_squarei+128=0;,hexi+1281=rom_squarei+128/16;,hexi+1280=rom_squarei+1281;,for(i=0;i256;i+),switch(hexi1),case 0:printf(,“,0,”,);break;,case 1:printf(,“,1,”,);break;,case 2:printf(,“,2,”,);break;,case 3:printf(,“,3,”,);break;,case 4:printf(,“,4,”,);break;,case 5:printf(,“,5,”,);break;,case 6:printf(,“,6,”,);break;,case 7:printf(,“,7,”,);break;,case 8:printf(,“,8,”,);break;,case 9:printf(,“,9,”,);break;,case A:printf(,“,A,”,);break;,case B:printf(,“,B,”,);break;,case C:printf(,“,C,”,);break;,case D:printf(,“,D,”,);break;,case E:printf(,“,E,”,);break;,case F:printf(,“,F,”,);break;,switch(hexi0),case 0:printf(,“,0,”,);break;,case 1:printf(,“,1,”,);break;,case 2:printf(,“,2,”,);break;,case 3:printf(,“,3,”,);break;,case 4:printf(,“,4,”,);break;,case 5:printf(,“,5,”,);break;,case 6:printf(,“,6,”,);break;,case 7:printf(,“,7,”,);break;,case 8:printf(,“,8,”,);break;,case 9:printf(,“,9,”,);break;,case 10:printf(,“,A,”,);break;,case 11:printf(,“,B,”,);break;,case 12:printf(,“,C,”,);break;,case 13:printf(,“,D,”,);break;,case 14:printf(,“,E,”,);break;,case 15:printf(,“,F,”,);break;,printf(,“,”,);,If(i+1)16=0),printf(,“,n,”,);,5,、,D/A(I),电路,6、数字幅度控制电路由D/A电路组成。信号从Vref输入，利用DAC0832内部的R-2R电阻网络构成衰减器，实现一个程控放大器。电路如下,7,、,DAC0832,芯片,DAC,转换方式有很多种，其中在单片集成,D/A,转换器中，一般采用的多是,R-2R,的倒,T,型电阻解码网络。,DAC0832,芯片是,CMOS,双列直插式单片,8,位,D/A,转换组件，它专用于直接与微处理器,Intel8080,，,Z80,，,8048,等接口，其内部结构如图所示。其芯片内部有,R-2R,的倒,T,型网络，用来对标准参考电流进行分流，完成,D/A,转换，它的输出电流,I,0,正比于输出的数字量。,DAC0832,芯片内部结构框图,四、预习要求,1,、认真阅读教材,要求认真阅读,电子电路课程设计,第一、二、三章,2,、查阅资料,查找设计提示中要求的各种参考资料并认真学习。,（,1,）按照,电工电子基础实验,“,4.2,节电气制图基本知识,”,中的要求，绘制电路草图。,（,2,）必须绘制在规定的坐标纸上，必须用铅笔绘制。,（,3,）集成电路必须采用,CAD,功能符号形式，不可用管脚图。,（,4,）所有元件必须有标号。,（,5,）独立设计，发现雷同电路将影响成绩。,3,、设计电路并绘制电路图,课 程 设 计 报 告 撰 写 格 式：,1,、封面填写要求：,设计题目 数控函数信号发生器,课程名称 电子电路课程设计,班 级,学生姓名 学号,指导老师,开课日期,2013,年,9,月,16,日至,2013,年,9,月,28,日,2,、目录,目录,第一章,课题概述,-,-,1.1,整体功能要求,-,1.2,结构要求,-,-,1.3,电气指标,-,-,第二章,系统方案设计,-,-,2.1,系统框图,-,-,2.2,工作原理,-,-,2.3 MC4046,和,DAC0832,介绍,-,-,2.4,存储器,AT28C64B,原理介绍,第三章 单元电路设计,-,3.1,时基电路的设计,-,-,3.2,频率控制电路的设计,3.3,地址计数器的设计,-,3.4,函数表存储电路的设计,3.4.1,正弦函数表的建立,-,3.4.2,三角波函数表的建立,-,3.4.3,锯齿波函数表的建立,-,3.4.4,方波函数表的建立,-,3.5,数模转换电路的设计,-,3.6,数字幅度控制电路,-,3.7,元件清单,_,第四章 单元电路,调测,4.1,时基电路的调测,-,4.2,频率控制电路的调测,-,4.3,地址计数器的调测,-,4.4,波形选择电路调测,-,4.5,数控幅度电路调测,-,4.7,整体指标调测,-,1,、输出信号波形,2,、输出信号频率范围,3,、输出信号幅度范围：,第五章,设计小结,-,5.1,设计任务完成情况,-,5.2,问题和改进,-,参考文献,-,附录一（面包板图）,-,附录二（原理图两张）,-,