简易波形发生器

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简易波形发生器

一、设计目的

１．把握tlv5618的应用和编程方法。２．熟悉几种典型波形的产生方法。

二、设计内容与要求

利用微机试验平台编程实现一个波形发生器，可以产生正弦波、方波、三角波等各种波形。

1．基本要求

（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。（2）输出波形的频率范围为100Hz～1Hz。（3）输出波形幅度范围1～5V（峰-峰值）。2．提高要求

（1）增加输出波形的类型。（2）扩展输出波形频率范围。（3）减少幅度范围的步进量。

三、设计报告要求

１．设计目的和内容２．总体设计

３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单

５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）

四、总体设计

本次设计结合D/A和A/D转换，用键盘输入来选择tlv5618的输出波形，再通过tlv5618采集后在PC机上以图形方式显示。

设计要求该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波等形状的波形。不同的波形主要是由输入tlv5618的不同规律的数据，所以在软件设计是主要是构造各种波形的数据表格。方波只需要控制输出高低电平的时间，三角波的表格可以由数字量的增减来控制，产生正弦波关于构造一个正弦函数数值表，通过查该函数表来实现波形的输出。波形的频率控制是通过对输出数据的时间间隔控制。幅度是通过改变输出数据的大小来控制的。为了程序实现便利，可以把每种波形的数据表构造好，再统一查表来实现。

五、硬件设计

硬件比较简单。将单片机系统里面的中断、tlv5618的电路弄明白，通过相应的跳线就可以完成电路的设计。

tlc5618应认真得

下面具体介绍采用一片可编程双通道d/a转换器tlc5618得一个通道实现d/a转换得同时*用它得另一个通道通过软件编程以逐次比较方式来实现a/d转换功能得实际应用方法!其硬件设计如图1所示

tlc5618市带有缓冲基准输入（高阻抗）得双路12位电压输出数字模拟转换器（dac）*8引脚得小型d封装*需5v单电源工作*其输出电压范围为基准电压得两倍*因此*电路设计采用了1.2v基准电压（如lm385）!通过cmos兼容得3线串行总线单片机可以对tlc5618实现数字控制*器件接收用于编程得16位输入字产生模拟输出!16位输入字得高4位为编程控制位*通过对编程控制位得设定*可以有三种不同得输出方式*低12位为被转换得数字量!数据从串行数据输入端din按从高位到低位得顺序依次输入*单片机串行通讯可工作在操作模式0下*串行口作同步移位寄放器用或采用其它i/o口模拟串行口方式实现数字控制!这里值得注意得市单片机工作在操作模式0下时*串行口发送或接收得市8位数据*且低位在前*与tlc5618得数据接收时序相反!因此单片机应先将数据进行高低位交换后再进行数据发送

!

图1采用一片tlc5618实现a/d转换和d/a转换得应用电路

1．d/a功能得实现

该功能只占用tlc5618得outb输出通道*若指定建立时间为3μs*则前4位编程控制位应为00xx!前4位编程控制位和被转换得12位数字量组成高8位低8位=16位得输入字*从串行数据输入端din按从高位到低位得顺序依次输入*转换结果电压从tlc5618得outb输出!本电路通过v-i转换电路（见图1）实现电压到电流得转换!这里不再祥述!

2．a/d功能得实现

在本电路中没有单独使用a/d转换器*a/d转换功能市通过双路d/a转换器tlc5618得另一个输出通道outa*通过一级放大电路和比较电路*并通过软件编程采用逐次比较法来实现得!即在双通道d/a转换器tlc5618得串行数据输入端din逐次输入按位依次指定得12位数字量（如x800h）*并将每次输入数字量得d/a转换结果同实际输入得模拟电压进行比较*根据比较结果来决定每次指定得位应为0或1*当最终一位确定后*这个按位被指定得数字量就市最终a/d转换结果!具体原理如下：

每次a/d转换过程中*前4位编程位一直为10xx!前4位编程位和后面12位转换数字量构成高8位低8位=16位得输入字!

每次a/d转换前先指定12位输入数字量（不包括4位编程位）得最高位为1输入tlc5618进行d/a转换*d/a转换得结果从outa输出后*经过一级放大电路*通过比较电路与实际输入得模拟电压比较!若转换结果电压大于输入得模拟电压*则三极管t1基极为高电平*t1导通*p0.2被下拉为低电平;否则转换结果电压小于输入得模拟电压*则三极管t1基极为低电平*t1截止*p0.2被上拉为高电平!单片机通过检测p0.2得状态*假使p0.2为高电平*则保存本位得1;否则p0.2为低电平*则将本位得1变为0!这样12位数字量中得一位就被确定下来*然后再指定下一位为1*再经过d/a转换、放大、比较*并检测p0.2得状态*该位又被确定下来!依次类推*直到12位数字量全被确定下来*这个12位得数字量得d/a转换结果将最接近输入得模拟电压*它实际就市a/d转换得结果!注意单片机在检测i/o比较结果状态时*应参与约为10μs得时间延时!

另外*本电路仅具有一个模拟量输入信号*如需有多个模拟量输入信号*可不必加模拟开关*只需增加比较电路即可*多个模拟量输入信号均可与d/a转换器经一级放大电路得输出信号比较*并通过相应得a/d转换子程序实现a/d转换!

六、软件设计

本设计的主要是把握各种典型波形的产生方法，例如三角波、方波和正弦波。构造各种波形的数据表和对tlv5618的编程输出。对于波形的频率调理主要是由8253定时/计数器来控制。

1.波形数据表的构造

每个周期的数据表由0x4ff个数据组成，不同的幅度对应的数据不一样，可以根据倍数关系求出。但是为了简化计算，将每个幅值的数据表列出。这边我们只探讨幅值为5V时的数据表，其他的数据表可以根据倍数关系求得。

1)方波数据表的构造

只要输出高电平和低电平就可以了，所以输入到ADC0832的数据由32个00H和32个

FFH组成。

2）三角波数据表的构造

三角波是由数据量的增减来控制的。在前半个周期数据由0000H增加到4FFH，在后半

个周期数据由4FFH减少到000H，每次变化为4ffH。

3）正弦波数据表的构造

DAC0832的输入数据与输出电压的关系为：Ｕa=(ＵREF)/4056*N,其中ＵREF表示参考电压2.程序的主要模块

程序主要由主程序和中断服务程序构成。主要由菜单显示、键盘读取、DA输出、AD采

样、屏幕画图等模块组成。

菜单显示包含有3个菜单：主菜单和2个子菜单。主菜单有选择波形和退出选项，子菜

单有选择频率菜单和选择幅度菜单。

键盘读取是协同菜单显示的条件下，接收键盘的输入，得到相应的数据来处理，决定输

出波形的信息。

屏幕画图主要是调用了INT10H中第12H号功能（AH=12，CX=列号，DX=行号，AL=点的颜色），在屏幕上写点。并通过幅度=（