波形发生器设计+数电课程设计+数字电路课程设计.docx

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1、数字电子课程设计专业： 班级 姓名 学号: 指导老师:目录.目录2一 .设计介绍3.设计任务和要求4二 .选用器材4.设计方案4三 .电路图8.电路说明及原理分析8A.设计总结及心得体会9九.参考文献10波形发生器设计设计介绍波形发生器是用来产生一种或多种特定波形的装置，这些波形通 常有正弦波.方波.三角波.锯齿波，等等。以前，人们常用模拟电路 来产生这种波形，其缺点是电路结构复杂，所产生的波形种类有限。 随着数字电子技术的开展，采用数字集成电路产生各种波形的方法已 变的越来越普遍。虽然，用数字量产生的波形会呈微小的阶梯状，但 是，只要提高数字量的位数即提高波形的分辨率，所产生的波形就会 变的

2、非常平滑。用数字方式的优点是电路简单，改变输出的波形极为 容易。下面将说明以数据存贮器为核心来实现波形发生器的原理。用波形数据贮存器记录所要产生的波形，并将其在地址发生器作 用下所产生的波形的数字量经过数-模转换装置转换成相应的模拟 量，以到达波形输出的目的。其实现的原理如下图。时钟信号乂地址发生器一薯形数据存储数模转换器I模拟量1运算放大器壬电压输出巨泻设计任务和要求设计一个多种波形发生器，其具体要求如下：1 .实现多种波形的输出。这些波形包括正弦波.三角波.锯齿波.反锯 齿波.梯形波.台型阶梯波.方波.阶梯波,等等。2 .要求输出的波形具有8位数字量的分辨率。3 .能调整输出波形的周期和幅

3、值。4 .能用开关方便的选择某一种波形的输出。选用器材. NET系列数字电子技术实验系统1 .稳压电源.集成电路：74LS161. 2716. DAC0832. NE45582 .电阻.开关.可变电阻.计算机.EPROM编程器3 .万用表.示波器设计方案按地址发生器.波形数据存贮器.数/模转换器三个局部分别说明。1 .地址发生器组成地址发生器说输出的地址位数决定了每一种波形所能拥有的数据 存贮量。但在同一地址发生频率下，波形贮存量越大输出越低。考虑 到我们要求输出波形具有8位数字量的分辨率，因而可将地址发生器 设计成8位，以获得较好的输出效果。如果地址发生器高于8位，那 么输出波形的分辨率将会

4、收到影响。选用2片4位二进制计数器74LS161组成8位地址发生器，其最 高工作频率可到达32MHZo2 .波形数据存贮器8位地址发生器决定了每种波形的数据贮存量为256字节。因为 总共要输出8种波形，故贮存量为2K字节。可选用2716 EPROM作为 波形数据存贮器。8种波形在存贮器中的地址分配如图：00 OOHOOFFH01 OOH01FFH02 OOH02FFH03 OOH03FFH04 OOH04FFH05 OOH05FFH06 OOH06FFH07 OOH07FFH闵居齿波贮存在EPROM中的波形数据是通过一个周期内电压变化的幅值按8位D/A分辨率分成256个数值而得到的。例如正弦波

5、的数据可按公式D= 128 (l+sin360/255x) , x=0,2553 .数据转换器可采用具有8位分辨率的D/A转换集成芯片DAC0832作为多种波形发生器的数模转换器。由于多种波形发生器制使用一路D/A转换， 因而DAC0832可连续接成单缓冲器方式。另外,因DAC0832是一种电 流输出型D/A转换器，要获得模拟电压输出时，需外接运放来实现电 流转换为电压。由于在实际使用中输出波形不仅需要单极性的(0-+xV或0-xV) 有时还需要双极性的(+-xV)，因而可用两组运算放大器作为模拟电 压输出电路，运放可选用NE4558,其片内集成了两个运算放大器。主要电路图88P p p E

6、76543210V E o DDDDDDDDTe xt0 9 87654 3 2 10UAAAAAA AAAA2RLD232221却DAC 083 2VccILEVREFWRIRFBIout1Iout2VccILEVREFWRIRFBIout1Iout2AGND6 5 ru-15V15KD n+ 15V 8Te xt 7lOKft电路说明及原理分析1 . 2716 EPROM的地址信号 两片74LS161级练成八位计数器，其两组Q3-Q0输出作为2716的低 八位地址A7-A0,这样，读出一个周期的波形数据需要256个CP脉 冲，故输出波形的频率为CP时钟脉冲频率的1/256. 2716的高三

7、位地 址(A10-A8)用作必须选择，他们与三个选择开关相连。利用开关的 不同设置状态，可选用八种波形种的任意一种。2 . DAC0832的单缓冲器方式在电路中DAC0832被接成单缓冲器方式。它的ILE与+5V相连，CS, XFER, WR2与GND相连，WR1与CP信号相连。这样DAC0832的8位 DAC寄存器始终处于导通状态，因此当CP变成低电平时，数据线上 的数据便可直接通过8位DAC寄存器，并有其8位D/A转换器进行转 换。3 .波形的输出和调整在上图种，DAC0832输入的电流信号经过双运放NE4558被转换成0-5V再经过一级运放后得到了双极性输出+-5V通过改变CP脉冲的频率

8、，可得到不同周期的输出波形。而对图种 可变电阻的调节，那么可以改变输出波形的幅值。4 .波形数据波形的数据可 用EPROM编程器将这些数据写入2716EPR0M中。设计总结及心得体会这次实验是一次将理论知识和实践动手能力相结合的一次，它大 大锻炼了我的动手和分析能力，巩固了我的知识，从而增加了我的信 心，也明确了我的努力方向。这次课程设计，让我对电气这门学科更 加热爱了，总之，这次的课程设计让我受益匪浅，尤其是掌握了 PR0TEL99的应用，虽然花费了不少时间，但是比起我的收获，这算 得了什么，这次的课程设计让我记忆深刻，很感谢这次的设计，感谢 老师给我这个锻炼的机会，希望今后还能有这样的课程设计。参考文献.电子技术基础-数字局部华中理工大学教研室编 康华光主编1 .电子技术基础-实验与课程设计电子工业出版社高吉祥主编.电子技术课程指导书河南理工大学付子仪等编2 .电子技术试验与课程设计机械工业出版社毕满清编.数字电子技术基础阎石主编第五版高等教育出版社