设计要求:
1)、利用单片机采用软件设计方法实现三种波形的产生
2)、三种波形可以通过键盘控制
3)、可以调波形频率
4)、要显示各自波形的种类及其频率
2.1方案设计与论证
2.1.1 信号发生电路方案论证
方案一:利用单片机 来进行控制D/A转换器,实现 三种波形的产生。此方案输出的波形 不够稳定,不易 调节,抗干扰 能力弱。但此方案电路 相对简单、成本较低。
方案二:利用以往的锁相 频率合成方法。通过芯片IC145152,压控振荡 器搭接的锁相环电路输出 稳定性极好的正弦波,再利用过 零比较器转换 成方波,积分电路转换成三角波。此方案,电路比较复杂,干扰因素较多,不容易实现。
方案三:利用MAX038芯片组成的电路 输出波形。MAX038是一种精 密高频波形产生 电路,能够产生准确的正弦波、方波和三角波三种周期性波形。但此方案成本较高,程序复杂度高。
通过对以上三种方案的进行综合比较,决定选择方案一。
2.1.2 单片机的选择论证
方案一:AT89C51单片机是一种高性能的8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中,从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。
方案二:C8051F005单片机是一种完全集 成的混合信号系统 级芯片,具有和8051兼容的微控制器内核,完全兼容MCS-51指令集。不仅具有标准8052的数字外设部件,而且片内还集成了数据 采集和控制系统中常用的模拟 部件和其他数字外设 和功能部件,并且执行速度快。但其价格较贵。
通过对以上两种方案进行综合比较,决定选择方案一。
2.1.3 显示方案论证
方案一:采用LED数码管。LED数码管是由8个发光二极管构成的,每个数码管轮番展现各自的字符。考虑到人眼具有视觉暂留的特性,当每个数码管展现的时间间隔小于1/16s时人眼是感觉不到闪动的,看到的是每个数码管一直亮。使用数码管展现编程较易,但要展现内容多,而且数码管没有展现字母的功能。
方案二:采用LCD液晶显示器1602。其功率小,效果明显,展现的编程容易得到控制,可以展现字母。
通过对以上两种方案进行综合比较,决定选择方案二。
2.1.4 键盘方案论证
方案一:矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时,所有的行和列线都要断开,行线都呈高电平。当某一个键闭合时,该键所对应的行线和列线被短路。
方案二:编码式键盘。编码式键盘的按键触点接于74LS148芯片。当键盘上没有闭合时,所有键都断开,当某一键闭合时,该键对应的编码由74LS148输出。
通过对以上两种方案进行综合比较,决定选择方案一。
2.2 总体系统设计
本设计采用单片机作为数据处理和控制核心,由单片机来完成人机界面、系统的控制、信号的采集分析以及信号的处理及变换,采用按键输入来进行控制,利用液晶显示作为电路输出数字显示的方案。将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模