函数信号发生器的设计

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 摘   要
 在介绍MAX038 芯片特性的基础上, 论述了采用MAX038 芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波。输出频率范围为0. 1Hz 至10MHz。输出幅度的峰峰值为Vp = 5V ,正弦波非线性失真小于1 %。
 本文重点论述了整机通过D/A转换电路控制MAX038的实现过程，在D/A转换电路采用了8位4通道的MAX505来实现，并且设计了一个可以将0～2.5V的电压转换为±2.3V的电压变换网络及一个可将0～2.5V的电压转换为2µA～750µA的电流的压流变换网络。在幅度的控制上采用数字电位器AD5171，该芯片是I2C总线方式控制，文中给出了I2C总线的读写控制程序。采用LCD显示产生的波形，幅度，频率，占空比的控制界面。系统支持按键作和上位机作两种模式。
 
 关键词: 函数信号； D/A 单片机控制； 数字显示
   
 Abstract
 Based on the introduction of MAX038, we discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator. We described the control of the oscillatory frequent, amplitude and the digital display in detail. The generator can output three kinds of waves: sine wave, square wave, triangle wave. The range of frequence can be within 0.1Hz to 10 MHz. The maximum of amplitude can reach to VP = 5V.
 This text has exposition the micro-computer controls the D/A electric circuit of conversion realize the process. In D/A changing electric circuit adopt the 8 bit 4 channel come to realize. And it is to design it is that voltage0～2.5V to ±2.3V tansform circuit and design it is that voltage0～2.5V to current 2µA～750µA tansform circuit. Porentiometer AD5171 is adopted in the control of length. This chip is that I2C bus control way. This thesis have I2C bus read/write drive program and adopt LCD show the waveform, frequent, range, variable duty cycle of control interface production. This system supports key-control or computer-control modes.
 
 Key words: function signal D/A single - chip microprocessor control digital display
 
 
 
目    录
1 绪论 1
1.1 项目建议 1
1.2 项目可行性研究 1
1.3 项目任务 1
1.4 设计方案 1
2  频显式高频函数信号发生器的设计及其实现 3
2.1 仪器设计 3
2.2 振荡器 3
2.3 十进制计数器 3
2.4 微分电路 4
2.5 音频振荡器 5
2.6 秒闸门单稳态开关电路 5
2.7  ICL8038 函数发生器 5
3  频显式高频函数信号发生器的设计及其实现 7
3.1 高频函数信号发生器的工作原理 7
4  系统硬件电路设计及调试 9
4.1 系统硬件总体框图及原理 9
4.2  MAX038外围电路设计 9
4.3 人机接口的硬件设计 9
4.4 键盘的组织 9
4.5 键盘接口方法及原理 10
4.6 显示器接口设计 10
5 系统软件设计 11
5.1 系统软件总体设计 11
5.2 系统软件设计 11
5.3 监控主程序设计 12
5.4 显示管理 13
5.5 自检设计 13
6  实验结果及误差处理 14
7  结束语 15
参考文献 16