智能雙路數(shù)字信號源

實驗室常用的信號源一般都是用模擬電路來產(chǎn)生所用的信號。模擬電路有著一些不可避免的缺點，如使用不方便、功能不全、分辨率低、價格昂貴等。用單片機實現(xiàn)的數(shù)字信號源具有使用方便、功能強大、性價比高的特點。本項目采用單片機實現(xiàn)，繼承了一般數(shù)字信號源的優(yōu)點，特別提供了雙路同頻有相差的輸出信號，以滿足實驗室與工廠的實際需要。

1　硬件電路描述

本系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，CPU為8031，外掛1個2718RAM，鍵盤為4×4矩陣鍵盤，通過244緩沖器與8031接上，138譯碼器負(fù)責(zé)給各個終端提供地址，其輸出端與個芯片片選端相連。4個發(fā)光二極管分別表示電源、正弦波、余弦波、斜波，通過373鎖存器掛在總線上。ICM7212AM為LED顯示譯碼驅(qū)動芯片，有譯碼驅(qū)動與保持功能?？沈?qū)動4個共陽極7段數(shù)碼管，且亮度可以調(diào)節(jié)。DAC0832為8位D/A轉(zhuǎn)換器，有兩級鎖存功能，能實現(xiàn)各種緩沖方式，便于實行雙路同時輸出。濾波電路采用雙極性二級放大濾波，可無級調(diào)劑輸出波形幅值以及平均值。硬件示意圖如圖1所示。

2　軟件流程圖及功能演示

2.1　軟件流程圖

軟件編程力圖模塊化設(shè)計，分主程序以及幾個子程序。考慮到匯編語言執(zhí)行效率較高，故全部程序均采用匯編語言編寫。主程序主要負(fù)責(zé)接受鍵盤的輸入控制并對其進行存儲與顯示。正弦波、方波、斜波子程序主要用于對各種波形的給定頻率從小相位進行解算，得出定時器的初值。采用定時中斷控制輸出頻率與相位差。中斷子程序主要用來查表輸出各電壓點。輸出各種波形各點的電壓。各部分的流程圖如圖2所示(方波與斜波流程圖與正弦波的相似)。

2.2　功能演示

功能演示情況如圖3所示。

3　性能簡介

本智能雙路數(shù)字信號源可產(chǎn)生方波、斜波、正弦波3種信號。每種信號的頻率范圍為0.1～2 kHz，最小刻度0.1 Hz，頻率由數(shù)碼管顯示，明了美觀?？赏瑫r輸出兩路同頻率有相差的信號，也可以輸出一路信號。

兩路輸出的相位差可人為設(shè)定，移相范圍0°～360°。所有設(shè)定均通過鍵盤完成，操作簡單方便。

輸出信號均可任意調(diào)節(jié)，平均值在-12～+12 V之間，峰峰值在0～10 V之間，所有調(diào)節(jié)均為無級調(diào)節(jié)。功能齊全，價格便宜，批量生產(chǎn)成本價在80元左右，適合實驗室以及工廠使用，市場前景好。

參考文獻

[1]　李華.MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.

[2]　甘登岱，李廣東，徐建平.單片機實用開發(fā)指南[M].北京：科學(xué)出版社，1994.