采用设计各种波形发生器优秀PPT.ppt

采用设计各种波形采用设计各种波形发生器发生器第一页，本课件共有27页设计框架设计框架设计目的与要求设计目的与要求设计原理设计原理设计过程与调试设计过程与调试设计结果与反思设计结果与反思1234第二页，本课件共有27页设计目的与要求设计目的与要求u一：设计目的与要求：一：设计目的与要求：u1 1设计一个能产生正弦波、三角波、梯形波、锯齿波设计一个能产生正弦波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。的波形发生器。u2.2.利用单片机控制利用单片机控制TLC5620TLC5620输出锯齿波信号、正弦波信输出锯齿波信号、正弦波信号、梯形波信号、三角波信号，并由一个按键选择输出号、梯形波信号、三角波信号，并由一个按键选择输出一种波形。一种波形。u3.3.理解理解D/A D/A 转换的基本原理。转换的基本原理。第三页，本课件共有27页DA转换器工作原理转换器工作原理u1.D/A1.D/A转换器的工作原理转换器的工作原理u 数字数字/模拟转换器（模拟转换器（D/A)D/A)用来将数字量转变为模拟量。用来将数字量转变为模拟量。本设计是基于本设计是基于C52C52单片机的单片机的D/AD/A转换器，其可以产生锯转换器，其可以产生锯齿波，正弦波，方波以及三角波，本设计的原理大概齿波，正弦波，方波以及三角波，本设计的原理大概为：以正弦波为例，它实现的原理是把正弦波在一个为：以正弦波为例，它实现的原理是把正弦波在一个周期分为周期分为256256或者或者6464或者或者3232个点，点和点之间的间隔是个点，点和点之间的间隔是相等的并通过延时程序来实现。我们先使单片机相等的并通过延时程序来实现。我们先使单片机P0P0口口先输出先输出00H00H，然后间隔一段时间再输出第二个点，再，然后间隔一段时间再输出第二个点，再延时相同的时间输出第三个点，直到输出延时相同的时间输出第三个点，直到输出FFHFFH。这样。这样算一个周期完成。算一个周期完成。第四页，本课件共有27页DA转换器工作原理转换器工作原理u但单片机这样输出的信号只是正弦波的大概，并不是一但单片机这样输出的信号只是正弦波的大概，并不是一个平滑完整的波形。我们必须通过一个个平滑完整的波形。我们必须通过一个D/AD/A转换器件把转换器件把它从数字信号变为模拟信号，但是此时又产生了一它从数字信号变为模拟信号，但是此时又产生了一个问题，通过个问题，通过D/AD/A转换的模拟信号为电流信号。这样转换的模拟信号为电流信号。这样的信号示波器是无法识别的，这样我们就必须通过一的信号示波器是无法识别的，这样我们就必须通过一个运算放大器把电流信号转换为标准电压信号。这样个运算放大器把电流信号转换为标准电压信号。这样就基本完成了发生器的设计。当然方波，锯齿波和三就基本完成了发生器的设计。当然方波，锯齿波和三角波的实现和正弦波的实现原理基本相同，所以在此角波的实现和正弦波的实现原理基本相同，所以在此我们就不必赘述。我们就不必赘述。第五页，本课件共有27页TLC5620简介简介u2.TLC56202.TLC5620简介：简介：u（1 1）TLC5620CTLC5620C是带有高阻抗缓冲输入的是带有高阻抗缓冲输入的4 4通道通道8 8位电源输出位电源输出数模转换器集合。这些转换器可以产生单调的、一至两倍于基数模转换器集合。这些转换器可以产生单调的、一至两倍于基准电压和接地电压差值的输出。通常情况下准电压和接地电压差值的输出。通常情况下TLC5620TLC5620的供电电的供电电压为一个压为一个5V5V电源。器件内集成上电复位功能，确保启动时电源。器件内集成上电复位功能，确保启动时的环境是可重复的。的环境是可重复的。u 对对TLC5620CTLC5620C的数字控制是通过一根简单的的数字控制是通过一根简单的3 3路串行总线实现路串行总线实现的。该总线兼容的。该总线兼容CMOSCMOS，并易于向所有的微处理器和微控制器，并易于向所有的微处理器和微控制器设备提供接口。设备提供接口。1111位的命令字包括位的命令字包括8 8位数据位，位数据位，2 2位位DACDAC选择选择位和位和1 1位范围位，后者用来选择输出范围是位范围位，后者用来选择输出范围是1 1倍还是倍还是2 2倍。倍。DACDAC寄存器采用双缓存，允许一整套新值被写入设备中。通过寄存器采用双缓存，允许一整套新值被写入设备中。通过LDACLDAC实实现现DACDAC输出值的同时更新。数字量的输入采用史密斯触发输出值的同时更新。数字量的输入采用史密斯触发器，从而有效降低噪声。器，从而有效降低噪声。第六页，本课件共有27页TLC5620简介简介u图图1.TLC56201.TLC5620原理框图原理框图第七页，本课件共有27页TLC5620简介简介u（2 2）TLC5620 TLC5620 硬件接口硬件接口u图图2.TLC56202.TLC5620引脚名称如图所示引脚名称如图所示第八页，本课件共有27页TLC5620简介简介u引脚描述引脚描述第九页，本课件共有27页TLC5620与单片机的连接与单片机的连接u图图3.TLC56203.TLC5620与单片机的连接图与单片机的连接图u其中其中VREFVREF为为2.5V2.5V基准源，四个通道都采用其作为基准源，四个通道都采用其作为基准源，输入基准源，输入5V5V电压不输出电压都经过滤波，保电压不输出电压都经过滤波，保证精度。证精度。第十页，本课件共有27页TLC5620 工作时序工作时序u（3 3）TLC5620 TLC5620 工作时序工作时序uTLC5620TLC5620是串联型是串联型8 8位位D/AD/A转换器（转换器（DACDAC），它有），它有4 4路独立的电压输出路独立的电压输出D/A D/A 转换转换器，具备各自独立的基准源，其输出还可以编程为器，具备各自独立的基准源，其输出还可以编程为2 2倍戒倍戒1 1倍，在控制倍，在控制TLC5620TLC5620时，只要对该芯片的时，只要对该芯片的DATADATA、CLKCLK、LDACLDAC、LOADLOAD端口控制即可，端口控制即可，TLC5620TLC5620控制字为控制字为1111位，包括位，包括8 8位数字量，位数字量，2 2位通道选择，位通道选择，1 1位增益选择。其位增益选择。其中命令格式第中命令格式第1 1位、第位、第2 2位分别为位分别为A1A1、A0A0，第，第3 3位为位为RNGRNG，即可编程放大输出，即可编程放大输出倍率，第倍率，第4 4到到1111位为数据位，高位在前，低位在后。通道不同输出关系如位为数据位，高位在前，低位在后。通道不同输出关系如下下u 图图4.4.不同通道输出关系图不同通道输出关系图第十一页，本课件共有27页设计原理设计原理uTLC5620TLC5620中的每个中的每个DACDAC的核心是带有的核心是带有256256个抽头的单电阻，个抽头的单电阻，每一个每一个DACDAC的输出可配置增益输出放大器缓冲，上电时，的输出可配置增益输出放大器缓冲，上电时，DACDAC被复位且代码为被复位且代码为0 0。每一通道输出电压的表达式为：。每一通道输出电压的表达式为：u输出电压输出电压Vo=Vref*(CODE/256)*(1+RNG)Vo=Vref*(CODE/256)*(1+RNG)u其中，其中，CODECODE的范围为的范围为0 0255255，RNGRNG位是串行控制字内的位是串行控制字内的0 0或或1 1。u管脚管脚DATADATA为芯片串行数据输入端，为芯片串行数据输入端，CLKCLK为芯片时钟，数据为芯片时钟，数据在每个时钟下降沿输入在每个时钟下降沿输入DATADATA端，数据输入过程中端，数据输入过程中LOADLOAD始始终处于高电平，一旦数据输入完成，终处于高电平，一旦数据输入完成，LOADLOAD置低，则转换置低，则转换输出，实验中输出，实验中LDACLDAC一直保持低电平，一直保持低电平，DACADACA、DACBDACB、DACCDACC、DACDDACD为四路转换输出，为四路转换输出，REFAREFA、REFBREFB、REFCREFC、REFDREFD为其对应的参考电压。为其对应的参考电压。第十二页，本课件共有27页设计原理设计原理u图图5.TLC56205.TLC5620时序图：时序图：当当LOADLOAD为高电平时，数据在为高电平时，数据在CLKCLK每一下降沿由时钟同步每一下降沿由时钟同步送入送入DATADATA端口。如图端口。如图(a)(a)所示，一旦所有的数据位送入，所示，一旦所有的数据位送入，LOADLOAD变为脉冲低电平，以便把数据从串行输入寄存器传变为脉冲低电平，以便把数据从串行输入寄存器传送到所选择的送到所选择的DACDAC。如果。如果LDACLDAC为低电平，则所选择的为低电平，则所选择的DACDAC输出电压更新且输出电压更新且LOADLOAD变为低电平。变为低电平。第十三页，本课件共有27页设计原理设计原理uTLC5620TLC5620时序图：时序图：u在图在图(b)(b)中，串行编程期间内中，串行编程期间内LDACLDAC为高电平，新数值被为高电平，新数值被LOADLOAD的脉冲低电平打入第一级锁存器后，再由的脉冲低电平打入第一级锁存器后，再由LDACLDAC脉脉冲低电平传送到冲低电平传送到DACDAC输出。输出。第十四页，本课件共有27页设计原理设计原理 数据输入时最高有效位（数据输入时最高有效位（MSBMSB）在前。使用两个）在前。使用两个8 8时钟周时钟周期的数据传送示于图期的数据传送示于图(c)(c)和图和图(d)(d)中。中。第十五页，本课件共有27页设计原理设计原理u2 2产生指定波形可以通过产生指定波形可以通过TLC5620TLC5620来实现，不同波形来实现，不同波形产生实质上是对输出的二进制数字量进行相应改变来实产生实质上是对输出的二进制数字量进行相应改变来实现的。本题目中，三角波信号是将输出的二进制数字信现的。本题目中，三角波信号是将输出的二进制数字信号依次加号依次加1 1，达到，达到0 xff0 xff时依次减时依次减1 1，并实时将数字信号经，并实时将数字信号经D/AD/A转换得到；锯齿波信号是将输出的二进制数字信号转换得到；锯齿波信号是将输出的二进制数字信号依次加依次加1 1，达到，达到0 xff0 xff时置为时置为0 x000 x00，并实时将数字信号经，并实时将数字信号经D/AD/A转换得到的；梯形波是将输出的二进制数字信号依次加转换得到的；梯形波是将输出的二进制数字信号依次加1 1，达到，达到0 xff0 xff时保持一段时间，然后依次减时保持一段时间，然后依次减1 1直至直至0 x000 x00，并，并实时将数字信号经实时将数字信号经D/AD/A转换得到的；正弦波是利用转换得到的；正弦波是利用MATLABMATLAB将正弦曲线均匀取样后，得到等间隔时刻的将正弦曲线均匀取样后，得到等间隔时刻的y y方向上的二方向上的二进制数值，然后依次输出后经进制数值，然后依次输出后经D/AD/A转换得到。转换得到。第十六页，本课件共有27页设计原理图设计原理图u图图6.6.设计原理图设计原理图第十七页，本课件共有27页设计过程设计过程u总流程图总流程图 第十八页，本课件共有27页系统调试系统调试u系统调试是利用开发机系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），系统调试是利用开发机系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），通过执行开发系统有关命令或运行适当的测试程序（也可以是与硬通过执行开发系统有关命令或运行适当的测试程序（也可以是与硬件有关的部分用户程序段），检查用户系统硬件中存在的故障。件有关的部分用户程序段），检查用户系统硬件中存在的故障。u系统调试可分静态调试和动态调试两步进行。系统调试可分静态调试和动态调试两步进行。u静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检查。静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检查。u目测目测,通过目测检查一些明显的器件、设备故障并及时排除。万通过目测检查一些明显的器件、设备故障并及时排除。万用表测试。加电检查。联机检查。用表测试。加电检查。联机检查。u动态调试是在用户系统中的工作的情况下发现和排除系统动态调试是在用户系统中的工作的情况下发现和排除系统硬件中存在的故障、器件间连接逻辑错误等的一种硬件检硬件中存在的故障、器件间连接逻辑错误等的一种硬件检查。由于单片机应用系统的硬件动态调试是开发系统的支查。由于单片机应用系统的硬件动态调试是开发系统的支持下完成的，故又成为联机仿真或联机调试。持下完成的，故又成为联机仿真或联机调试。u首先，将编辑好的程序烧到单片机里，将单片机，首先，将编辑好的程序烧到单片机里，将单片机，DADA转换转换器与示波器连接，调试出波形。器与示波器连接，调试出波形。第十九页，本课件共有27页设计结果设计结果u三角波输出：三角波输出：第二十页，本课件共有27页设计结果设计结果u正弦波输出：正弦波输出：第二十一页，本课件共有27页设计结果设计结果u锯齿波输出：锯齿波输出：第二十二页，本课件共有27页设计结果设计结果u梯形波输出：梯形波输出：第二十三页，本课件共有27页体会与总结体会与总结u毕业设计不仅仅只是对前面所学知识的一种检验，而且毕业设计不仅仅只是对前面所学知识的一种检验，而且更是对自己能力的一种质的提高。下面我将对在毕业设更是对自己能力的一种质的提高。下面我将对在毕业设计过程中一些印象深刻的东西做些简单的阐述。计过程中一些印象深刻的东西做些简单的阐述。(1)(1)分析题目确定设计方案。在分析题目的过程中一定要多查分析题目确定设计方案。在分析题目的过程中一定要多查资料多听取老师同学的意见，尽量站在别人的肩膀上少走弯路。资料多听取老师同学的意见，尽量站在别人的肩膀上少走弯路。对所选的题目也大概有了一些了解，下一步就是在这样一个基对所选的题目也大概有了一些了解，下一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。u（2)2)查阅资料。上网查资料是必不可少的，目前各大搜索引查阅资料。上网查资料是必不可少的，目前各大搜索引擎都推出有自己特色的搜索服务，一定要找到适合自己的擎都推出有自己特色的搜索服务，一定要找到适合自己的东西。东西。第二十四页，本课件共有27页体会与总结体会与总结u(3)(3)学习的能力。明确了问题并且分析了题目然学习的能力。明确了问题并且分析了题目然后就是如何实现的问题了。这个时候学习能力后就是如何实现的问题了。这个时候学习能力显得特别的重要。如何通过自己的努力把不明显得特别的重要。如何通过自己的努力把不明白的东西搞明白，这对学习的能力有很高的要白的东西搞明白，这对学习的能力有很高的要求。接着自己开始编写简单的程序来检验一下求。接着自己开始编写简单的程序来检验一下学习的效果，理论学习和工作实际紧密结合起学习的效果，理论学习和工作实际紧密结合起来。来。u(4)(4)要实际动手，防止眼高手底。在实践中检验真理并要实际动手，防止眼高手底。在实践中检验真理并发展真理。发展真理。第二十五页，本课件共有27页设计体会设计体会u基于基于C52C52单片机的单片机的D/AD/A信号转换器的设计终于告信号转换器的设计终于告一段落了，本论文的研究工作是在欧阳老师的悉一段落了，本论文的研究工作是在欧阳老师的悉心指导下完成的。论文的每一步进展都倾注着老心指导下完成的。论文的每一步进展都倾注着老师的关怀，教导和帮助。在此我们要对帮助我的师的关怀，教导和帮助。在此我们要对帮助我的老师们和同学们真诚的说声谢谢。老师们和同学们真诚的说声谢谢。第二十六页，本课件共有27页第二十七页，本课件共有27页