一种基于单片机的函数发生器的设计实现

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  • 【摘 要】 介绍一种由单片机控制的采用MAX038芯片构成的高频函数发生器,它的特点是输出精度高,频率范围宽,失真小。
        关键词:函数发生器,频率,占空比

    1 引 言
      在自动控制系统设计及调试过程中,不同频率的正弦波、三角波和方波常作为信号源,应用十分方便。过去常由分立元件及集成运放构成振荡器,后来出现的ICL8038其最高频率仅能达到100kHz。而MAX038芯片性能更好,最高频率可达20MHz,且三种波形由同一端输出。单片机控制品质卓越,基于单片机的函数发生器运行可靠,操作方便。
    2 高频信号发生器芯片MAX038简介
      MAXIM公司生产的MAX038芯片是一种高频精密的函数发生器,可产生三角波、锯齿波、正弦波、方波及脉冲波,且频率及占空比的控制可独立进行。
      Lin管脚电流范围在10~400μA时电路获得最佳工作性能。输出波形的选择由逻辑地址引脚A0和A1的组合来决定:A1A0=10或11时,输出正弦波;A1A0=00时,输出方波;A1A0=01时输出三角波。波形切换可在0.3μs内完成,但输出波形有0.5μs的延迟时间。输出频率由Lin引脚的电流、SOSC引脚的对地电容量和FADJ的电压来决定。当FADJ引脚接地时,输出频率由公式给出:

    F0=Lin/CF

    式中,F0是输出频率,单位MHz;Lin是管脚输入电流,单位μA;CF是决定输出频率的串入电容值,单位pF.
    3 基于单片机的函数发生器的设计与实现
    3.1 系统硬件接口电路设计
      Intel公司的MCS-51系列中的8051单片机应用已很成熟,以其为基核的其他8位机都有极好的兼容性,应用十分方便。图1所示为以8051和MAX038为核心的系统硬件电路。

    一种基于单片机的函数发生器的设计实现
     

      用8279完成键盘输入和LED显示控制两种功能,键盘按键设置:数字键0~9,小数点,正弦波、方波和三角波切换键,频率选择Hz、kHz、MHz切换键,占空比键,回车键。采用外部译码方式,8279的SL0~SL2经74LS138(2)输出接键盘,同时经74LS138(1)输出驱动后送LED。8279的显示输出B0~B3,A0~A3作8位数据输出,当键盘出现有效闭合键时,数据自动进入8279的RAM存储器,并向CPU申请中断。

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