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proteus波形发生器课程设计实验报告



关于proteus波形发生器课程设计实验报告最佳答案


proteus波形发生器课程设计实验报告


1.波形发生器设计报告一、 设计任务设计制作一个波形发生器,该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。二、 设计要求1. 基本要求具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。用键盘输入编辑生成上述三种波形(同周期)的线性组合波形,以及由基波及其谐波(5次以下)线性组合的波形。具有波形存储功能。输出波形的频率为100Hz~20KHz(非正弦波频率按10次谐波计算):重复频率可调,频率步进间隔≤100Hz。输出波形幅度范围0~5V(峰-峰值),可按步进0.1V(峰-峰值)调整。具有显示输出波形的类型、重复频率(周期)和幅度的功能。2.发挥部分输出波形频率范围扩展至100Hz~200KHz。用键盘或其他输入装置产生任意波形。增加稳幅输出功能,当负载变化时,输出电压幅度变化不大于±3%(负载电压变化范围:100Ω~∞)。具有掉电存储功能,可存储掉电前用户编辑的波形和设置。可产生单次或多次(1000次以下)特定波形(如产生一个半周期三角波输出)。其它(如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200KHz、扫频输出等功能)。三、方案设计和论证:根据题目的要求,我们一共提出了三种设计方案,分别介绍如下:1、 方案一采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038,产生频率受控可变的正弦波,可实现数控频率调整。通过DA和5G353进行输出信号幅度的控制。输出信号的频率、幅度参数由4×4位键盘输入,结果输出采用6位LED显示,用户设置信息的存储由24C01完成。系统结构框图如图1所示。2、 方案二由2M晶振产生的信号,经8253分频后,产生100Hz的方波信号。由锁相环CD4046和8253进行N分频,输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路,其中正弦波采用查表方式产生。计数器的输出作为地址信号,并将存储器2817的波形数据读出,送DAC0832进行DA转换,输出各种电压波形,并经过组合,可以得到各种波形。输出信号的幅度由0852进行调节。系统显示界面采用16字x1行液晶,信号参数由4×4位键盘输入,用户设置信息的存储由24C01完成。3、 方案三以4M石英晶振作为参考源,通过F374,F283以及LS164组成的精密相位累加器,通过高速DA变换器和ROM产生正弦波形,这个数字正弦波经过一个模拟滤波器后,得到最终的模拟信号波形。通过高速DA产生数字正弦数字波形和三角数字波形,数字正弦波通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号,最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。通过相位累加器来实现多种波形的同相位输出,并可以连续地改变频率。输出信号幅度由TLC7524进行数字控制。用户设置信息的存储由24C01完成。以下为三种基本方案的具体电路实现:方案一单片压控函数发生器ICL8038产生频率为100Hz~20KHz的正弦波,其频率由DAC0832和5G353进行控制。由于ICL8038自身的限制,输出频率稳定度只有10-3(RC振荡器)。而且由于压控的非线性,频率步进的步长控制比较困难。输出信号的幅度数控由DAC0832和5G353完成。幅度数码由单片机通过P0口输入。要求幅度数据为8位 100mV。用户设置信息的存储由24C01完成。微控制器由8051最小系统,键盘显示接口芯片8279,16位键盘,6位LED数码显示器以及相应译码、驱动电路及“自动扫描手动设置”选择开关等组成。方案二基本信号产生:晶振频率为2M,经8253进行分频后,产生100HZ的方波信号,则分频比为:M=fALE100=2X104其中FALE=2M一般石英晶体振荡器的频率稳定性优于10-5,故输出信号的频率稳定性指标得以保证。频率合成:CD4046和8253组成的锁相环中,fo=100N 其中8253的定时器做4046的N分频,则占空比电路的输入脉冲信号频率也是N。利用可编程定时器计数器8253的三个定时器,正好可以承担上述2×104分频和锁相环中而个分频器的任务。其中定时器0分频比设为2×104,定时器2做锁相环N分频。利用8253做分频器,应使其工作于方式3。波形变换采用查表方式,把正弦波一个周期的波形按时间平均划分为100个点,各点的电压数据放在存储器2817中,通过DA0832实时查询输出。输出信号的幅度数控由DAC0832完成,幅度数码由单片机通过P1口输入,要求幅度数据为8位 100mV。当输出幅度为3V时,DAC输入数值应为240。微控制器系统由89C51最小系统,4×4位键盘输入,字符型液晶显示器以及相应的译码、驱动电路构成。液晶显示采用菜单显示方式,显示直观,操作方便,人机界面非常友好. 用户设置信息的存储由24C01完成方案三以4M石英晶振作为参考源,通过F273,F283以及LS164组成的精密相位累加器和数字信号处理,通过高速DA变换器DAC0800和2817 E2ROM产生正弦波形,三角波形和任意波形。正弦信号频率计算:在相位累加器中,每来一个时钟脉冲,它的内容就更新一次。在每次更新时,相位增量寄存器的相位增量M就加到相位累加器中的相位累加值上。假设相位增量寄存器的M为0001,相位累加器的初值为0000。这时在每个时钟周期,相位累加器都要加上0001。本设计累加器位宽n是24位,相


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