簡易低頻信號源的設(shè)計

1、 protel簡易低頻信號源課程設(shè)計報告專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 二 00 九 年 六 月 十二 日目 錄1設(shè)計目的22設(shè)計題目描述和要求23設(shè)計報告內(nèi)容24原件清單及PCB封裝號55總結(jié)5參考書目51.設(shè)計目的通過自主設(shè)計達(dá)到掌握PROTEL 99SE的使用方法，來完成對簡易低頻信號源的設(shè)計。2.設(shè)計題目描述和要求簡易低頻信號發(fā)生器要求那能輸出0.150Hz的正弦波、三角波和方波信號，其中正弦波和三角波信號可以用按鍵選擇輸出，輸出信號的頻率可以從0.150Hz范圍內(nèi)調(diào)整。3.設(shè)計報告內(nèi)容3.1 方案論證由于輸出信號的頻率較低，因此考慮使用單片機(jī)作為控制器，用中斷查表法完成波形

2、數(shù)據(jù)的輸出，再用D/A轉(zhuǎn)換器輸出規(guī)定的波形號。方波信號直接由單片機(jī)的端口輸出。結(jié)合功能要求情況，決定使用AT89C2051單片機(jī)作為控制器，用DAC0832作為D/A轉(zhuǎn)換器。功能按鍵使用單片機(jī)的3個端口?？刂破鰽T89C2051單片機(jī)控制器DAC0832D0D7圖1 簡易低頻信號源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖正弦波（三角波）輸出方波輸出3.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 下圖為簡易低頻信號源電路原理圖。圖2 電路原理圖圖2 電子萬年歷電路設(shè)計設(shè)計原理圖3.2.1 控制部分控制芯片選擇ATMEL公司的AT89C2051單片機(jī)。芯片為20腳雙列直插封裝，工作電壓為2.76V,具有13個I/0口，完全能滿足系統(tǒng)設(shè)計要求?？?/p>

3、制系統(tǒng)按最小化工作模式設(shè)計，P3.0P3.2口接3個按鍵，其中T1為頻率增加鍵，T2為頻率減少鍵，T3為正弦波與三角波選擇按鍵。P1口輸出波形數(shù)據(jù)，其中P1.0和P1.1口須外接上拉電阻。 3.2.2 數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分DAC0832是CMOS工藝制造的8位數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器，屬于8位電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間為1s，片內(nèi)帶有輸入數(shù)字鎖定器，其引腳排列和內(nèi)部組成。DAC0832與單片機(jī)接成數(shù)據(jù)直接寫入方式，當(dāng)單片機(jī)把一個數(shù)據(jù)直接寫入DAC寄存器時，DAC0832的輸出模擬電壓信號隨之對應(yīng)變化。利用D/A轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生各種波形，如方波、三角波、鋸齒波等以及它們組合產(chǎn)生的復(fù)合波形和不規(guī)則波形

4、。這些復(fù)合波形利用標(biāo)準(zhǔn)的測試設(shè)備是很難產(chǎn)生的。 1.DAC8032的主要功能（1）輸入的數(shù)字量為8位。（2）采用CMOS工藝，所有引腳的邏輯電平與TTL兼容。（3）數(shù)據(jù)輸入可以采用雙緩沖，單緩沖或直沖方式。（4）轉(zhuǎn)換時間：1s。（5）精度：±1LSB。（6）分辨率：8位。（7）單一電源：515V，功耗20mW。（8）參考電壓：-10+10V。 2.DAC8032的引腳功能（1）D7D0：8位數(shù)據(jù)量輸入。（2）ILE：數(shù)據(jù)輸入鎖存允許，高電平有效。（3）：片選。（4）：輸入寄存器寫信號。當(dāng)ILE、同時有效時，數(shù)據(jù)裝入輸入寄存器，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的第一級緩沖。（5）：數(shù)據(jù)傳送控制信號，控制從

5、輸入寄存器到DAC寄存器的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送。（6）：DAC寄存器寫信號。當(dāng)和均有效時，將輸入寄存器中的數(shù)據(jù)裝入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的第二級緩沖。（7）：參考電壓源。電壓為-10+10V。（8）：內(nèi)部反饋電阻接線端。（9）：DAC電流輸出1。其值隨輸入數(shù)字量線性變化。（10）：DAC電流輸出2。 當(dāng)DAC寄存器內(nèi)容全為1時，=最大，=0； 當(dāng)DAC寄存器內(nèi)容全為0時，=0，（=最大； 當(dāng)DAC寄存器內(nèi)容為N時, （11）：工作電源。其值為-5+15V，典型值為+15。（12）AGND：模擬信號地線。（13）DGND：數(shù)字信號地線。3DAC0832工作方式DAC0832有雙緩沖、

6、單緩沖和直接3種方式。（1） 雙緩沖工作方式：進(jìn)行兩級緩沖。（2） 單緩沖工作方式：只進(jìn)行一級緩沖。（3） 直接工作方式：不進(jìn)行緩沖，適合于比較簡單的場合。5.原件清單及PCB封裝號Part TypeDesignatorFootprintDescription10K¦¸R1AXIAL-0.310K¦¸R2AXIAL-0.310K¦¸R3AXIAL-0.310¦ÌFC3RAD0.2Capacitor12MHzY1XTAL1Crystal30pFC2RAD0.2Capacitor30pFC1RAD0.2Capacito

7、rAT89C52U1DIP40ATC89C52CON2J1SIP-2ConnectorDAC0832U2DIP20SW-PBS1RAD0.2SW-PBS3RAD0.2SW-PBS2RAD0.2ZENERD1DIODE-0.4Zener Diode5.總結(jié)每一次設(shè)計都是一次復(fù)習(xí)的過程，在復(fù)習(xí)中鞏固知識。本次Protel設(shè)計不僅讓我PCB繪制的入門，也讓我了解了一些單片機(jī)設(shè)計的知識。在設(shè)計的過程中出現(xiàn)了不少問題。PCB板有兩個關(guān)鍵之處就是原理圖封裝和PCB封裝，要懂得自己制作封裝，通過實(shí)際物件的尺寸來畫。同時排除錯誤的過程是一個學(xué)習(xí)的過程，知道是什么錯誤了才能懂得制作中應(yīng)知道關(guān)鍵問題。同時制作也需要理論知識，懂得電路的基本原理才能畫好電路圖。檢驗(yàn)的學(xué)習(xí)效果的最好方法就是自我制作，這是一個復(fù)習(xí)老知識，學(xué)習(xí)新知識的好方法。參考書目