CN203457124U - 一种低频函数信号发生器 - Google Patents
一种低频函数信号发生器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203457124U CN203457124U CN201320381228.0U CN201320381228U CN203457124U CN 203457124 U CN203457124 U CN 203457124U CN 201320381228 U CN201320381228 U CN 201320381228U CN 203457124 U CN203457124 U CN 203457124U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal generator
- circuit
- low
- waveform
- chip microcomputer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本实用新型是一种低频函数信号发生器，主要利用单片机作为核心元件，这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个模数转换器DAC0832产生所需要的电流，然后使用运算放大器LM324可以将其电流输出线性地转换成电压输出，再将电压经过运算放大器的放大，可以得到足够幅度的信号。通过程序的控制，可以产生一系列有规律的波形。这样一个信号发生装置在控制领域有相当广泛的应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及机电领域，尤其是涉及一种低频函数信号发生器。
背景技术
信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也不尽一致。按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。按照输出波形分类可以分为：正弦信号发生器和非正弦信号发生器，非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器，函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种低频函数信号发生器，通过程序的控制，可以产生一系列有规律的波形。这样一个信号发生装置在控制领域有相当广泛的应用范围。
为了达到上述目的，本实用新型实施例是这样实现的：
一种低频函数信号发生器，所述的信号发生器包括按键电路、单片机、波形ROM表、数模转换电路、放大电路、低通滤波电路、波形输出电路与电源电路，按键电路、单片机、波形ROM表、数模转换电路、放大电路、低通滤波电路、波形输出电路依次连接，电源给整个信号发生器供电。
本实用新型具有如下有益效果：
基于单片机的信号发生器设计，这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个模数转换器DAC0832产生所需要的电流，然后使用运算放大器LM324可以将其电流输出线性地转换成电压输出，再将电压经过运算放大器的放大，可以得到足够幅度的信号。通过程序的控制，可以产生一系列有规律的波形。这样一个信号发生装置在控制领域有相当广泛的应用范围。
不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法来实现，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。
附图说明
图1为硬件结构框图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。
基于单片机的信号发生器设计，这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个模数转换器DAC0832产生所需要的电流，然后使用运算放大器LM324可以将其电流输出线性地转换成电压输出，再将电压经过运算放大器的放大，可以得到足够幅度的信号。通过程序的控制，可以产生一系列有规律的波形。这样一个信号发生装置在控制领域有相当广泛的应用范围。
不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法来实现，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。
数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将89C51再配置键盘及、数模转换及波形输出、放大电路等部分，即可构成所需的波形发生器，其信号发生器构成系统框图如下图所示。
信号发生器包括按键电路、单片机、波形ROM表、数模转换电路、放大电路、低通滤波电路、波形输出电路与电源电路，按键电路、单片机、波形ROM表、数模转换电路、放大电路、低通滤波电路、波形输出电路依次连接，电源给整个信号发生器供电。
设计中主要采用STC89C51型单片机，它具有如下优点：（1）拥有完善的外部扩展总线，通过这些总线可方便地扩展外围单元、外围接口等。（2）该单片机内部拥有4K字节的FLASH ROM程序存储器空间和256字节的RAM数据存储空间，完全可以满足程序的要求。由于该芯片可电擦写，故可重复使用。如果更改程序内容，可将芯片拿下重新烧写。（3）该单片机与工业标准的MCS－51型机的指令集和输出引脚兼容。
89C51是整个波形发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，产生各种各样的信号，并从键盘接收数据，进行各种功能的转换和信号幅度的调节。当数字信号电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。
由于单片机产生的是数字信号，要想得到所需要的波形，就要把数字信号转换成模拟信号，所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。但实际上，DAC0832输出的电量也不是真正能连续可调，而是以其绝对分辨率为单位增减，是准模拟量的输出。DAC0832是电流型输出，在应用时外接运放使之成为电压型输出。
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。本设计选用直通方式。
第一级运算放大器的作用是将DAC0832输出的电流信号转化为电压信号V1，第二级运算放大器的作用是将V1通过反向放大电路-（R2/R1）倍。
题目要求输出的电压在0-5V可调，而V1的电压大约是5V，所以R1选择5K的电阻，R2选择10K的电位器，这样最大的输出电压为5*（10/5）=10，最小电压为0，可以实现题目要求的0-5V。
在第二个运算放大器的输出端连了一个低通滤波器。如果不加低通滤波器，也能够生成波形，但是产生的信号中毛刺很多，加一个低通滤波器不仅起到的滤波的作用，还起到了平滑的作用。低通滤波器的截止频率F=1/(2*pi*R3*C6),这里我们选择R3 为100欧姆电阻，C6为104电容，截止频率F=16KHZ。实验表明，此时的输出波形效果不错。
通用异步收发器(UART)是一种串行接口，一般微处理器中都包含这种外设接口。异步串行接口提供了一种简单的途径，使两个器件无需共享同一个时钟信号就能进行通信。如果再加入一个合适的电平转换器MAX232，串口就能能用在RS232和RS485等网络中实现通信，或者与计算机的COM端口连接。串口只需两根信号线(RX和TX)即可实现，而且只要两端器件都采用同样的位格式和波特率，那么它们无需其它任何对方的信息就可以成功传输数据。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种低频函数信号发生器，所述的信号发生器包括按键电路、单片机、波形ROM表、数模转换电路、放大电路、低通滤波电路、波形输出电路与电源电路，按键电路、单片机、波形ROM表、数模转换电路、放大电路、低通滤波电路、波形输出电路依次连接，电源给整个信号发生器供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320381228.0U CN203457124U (zh) | 2013-06-30 | 2013-06-30 | 一种低频函数信号发生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320381228.0U CN203457124U (zh) | 2013-06-30 | 2013-06-30 | 一种低频函数信号发生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203457124U true CN203457124U (zh) | 2014-02-26 |
Family
ID=50136966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320381228.0U Expired - Fee Related CN203457124U (zh) | 2013-06-30 | 2013-06-30 | 一种低频函数信号发生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203457124U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104898527A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-09 | 攀枝花学院 | 低频函数发生器 |
-
2013
- 2013-06-30 CN CN201320381228.0U patent/CN203457124U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104898527A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-09 | 攀枝花学院 | 低频函数发生器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102624375B (zh) | 兼容多种编码器与旋转变压器接口的信号处理装置 | |
| CN201035098Y (zh) | 一种电力用户谐波监测统计装置 | |
| CN103776366B (zh) | 一种正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置 | |
| CN206945765U (zh) | 信号发生器以及系统 | |
| CN103185645B (zh) | 应用于风机控制系统的高精度温度检测装置及检测方法 | |
| CN203117688U (zh) | 一种基于arm和dds技术的多功能信号发生器 | |
| CN203422097U (zh) | 多功能网络化数字轴角变换器 | |
| CN202710718U (zh) | 基于pwm的环流传输点测量参数输出装置 | |
| CN203457124U (zh) | 一种低频函数信号发生器 | |
| CN103018542B (zh) | 一种基于usb总线的电晕电流采集卡 | |
| CN204515006U (zh) | 一种八路数字电压采集系统 | |
| CN203732702U (zh) | 基于dsp与fpga的变频电源电参数测量系统 | |
| CN203587687U (zh) | 基于高档双avr单片机的三相多功能电能表 | |
| CN203100945U (zh) | 一种智能型压力传感器的非线性校正装置 | |
| CN201769456U (zh) | 一种激光打标机控制卡 | |
| CN204389714U (zh) | 一种基于sht2x芯片实现温湿度检测的气象监测仪 | |
| CN205642545U (zh) | 一种地下水位远程监控系统 | |
| CN205246716U (zh) | 一种外控式信号发生器 | |
| CN203632687U (zh) | 用于通信加密的切换电路 | |
| CN204376876U (zh) | 数据采集系统 | |
| CN203327029U (zh) | 一种应用于惯导系统中的旋转变压信号变换设备 | |
| CN206686144U (zh) | 一种高精度数字倍频系统 | |
| CN207650989U (zh) | 一种智能仪表数据采集架构 | |
| CN203561373U (zh) | 电容传感器的测量电路 | |
| CN203054072U (zh) | 一种基于usb总线的电晕电流采集卡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140226 Termination date: 20140630 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |