4.3 波形发生器.ppt

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1、单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛4.3任意波形发生器工作原理任意波形发生器工作原理 1.任意波形输出原理2.输出信号频率和幅度的计算3.波形数据表的制作4.任意波形输出程序设计 作业题 P186-3单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛1 任意波形输出原理根据采样定理，我们可以把任何一条连续变化的曲根据采样定理，我们可以把任何一条连续变化的曲线看成是由时间和幅度对应的点组成的。线看成是由时间和幅度对应的点组成的。这个对应关系必须是单值的，没一时间段只有一个这个对应关系必须是单值的，没一时间段只有一个幅度值对应幅度值对应为了简单在时间轴上均匀取值，即等间隔。为了简单在时间轴上均

2、匀取值，即等间隔。如果选择的如果选择的DAC足够快，转换时间小于时间轴的取足够快，转换时间小于时间轴的取值间隔，就可以构成一个输出满足预想形状的电值间隔，就可以构成一个输出满足预想形状的电压波形压波形单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛波形图幅度时间单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛波形输出原理1.在内存中保存等间隔量化的波形数据表2.有DAC将数据转换成电压输出3.等间隔将数据传输到DAC4.时间间隔控制，幅度控制数据存储器DAC时间间隔控制幅度控制地址计数器输出波形单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛2 输出信号频率和幅度的计算输出信号频率和幅度的计算频率计算：周

3、期信号频率1/(周期点数输出间隔)波形的近似程度和输出频率是一对矛盾，要合理选择输出间隔。输出幅度的计算：DAC的输出幅度是有限的，位数越多幅度的量化精度就越高。软件放大会改变量化精度。为了能够将数据放大必须预留一定的输出范围单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛正弦波输出频率计算正弦波输出频率计算假设单片机输出数据的最小间隔为40uS要求至少每1度输出一个点，即每周期360点每秒输出25000点，输出频率约69.4Hz 减少每个周期的点数 改变输出的间隔如何改变输出频率？单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛幅度计算幅度计算假设采样8位的DAC 5伏参考电压，最大输出满量程，幅度

4、分辨率约20mV如何提高电压分辨率？通过改变参考电压极性改变输出波形的极性由软件计算输出波形的极性单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛3 波形数据的制作波形数据的制作由于正弦波的对称性，可以将数据表做成：360点 每个输出值对应一个数据 180点 0180度，附件极性标志位 90点 090度，附件极性标志和斜率标志单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛数据表制作数据表制作1.手工制作手工制作2.采用采用excel表格制作表格制作3.采用编程技术制作采用编程技术制作单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛4 任意波形输出程序任意波形输出程序采用单片机系统完成波形输出任务。采用单

5、片机系统完成波形输出任务。定时器产生时间间隔软件程序完成数据传输DAC电路完成电压转换程序实现幅度控制，将数据成比例的压缩或放大要求DAC有足够的精度和动态范围。硬件实现幅度条件，改变放大倍数单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛程序程序1中断程序入口2初始化定时器40uS 8位自动装入模式设置3初始化数据表指针，输出数据指针4中断程序设置时间标志位5 循环查询，满足输出条件输出数据6 半波输出后改变参考电压极性单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛程序流程程序流程中断设置及初始化时间到？输出数据修改指针半波完成改变参考电压极性设置时间标志返回入口中断程序定时器0 或定时器1 8位自动装入模式工作单片机原理单片机原理及应用及应用制作:武洪涛程序及仿真程序及仿真1.设计电路2.设计程序3.调试程序4.测试波形