方波波形發(fā)生器的設(shè)計

..數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告題目名稱：方波波形發(fā)生器的設(shè)計XX：杰學號：150712171班級：15電氣本六班指導教師：媛工程技術(shù)學院信息工程與自動化系..數(shù)電課程設(shè)計任務書學生杰專業(yè)電氣工程及其自動化指導教師媛類別學號150712171班級6班職稱講師本校一、設(shè)計題目方波波形發(fā)生器的設(shè)計設(shè)計任務：實現(xiàn)方波波形的輸出要求輸出的波形具有8位數(shù)字量的分辨率能調(diào)整輸出波形的周期和幅值實現(xiàn)并實現(xiàn)自己設(shè)計的電路或仿真電路寫出設(shè)計報告三、設(shè)計報告：1、格式要求=1\*GB2⑴頁面：A4，上下左右頁邊距2.0厘米。=2\*GB2⑵題目：小二黑體加粗；大標題：三號黑體加粗；小標題：小四黑體加粗；正文：五號宋體。=3\*GB2⑶頁碼：底部居中。2、報告容：封面容提要正文設(shè)計要求題目分析3〕設(shè)計思路與原理4〕電路圖的仿真5〕心得體會6〕參考文獻四、進度安排第十四、十五周142017.12.4~12.6日下達課程設(shè)計任務書：明確課程設(shè)計的具體要求和應完成的設(shè)計任務，學生對課程設(shè)計所需各個步驟有個總體把握。搜集、整理和研究資料：針對題目本身涉及容，通過書籍、文獻、網(wǎng)絡(luò)等手段查閱相關(guān)資料。在學習借鑒類似課題研究成果同時，提出自己的設(shè)計思路和方法。2017.12.7設(shè)計課程報告152017.12.11~12.12日完善課程報告2017.12.13~12.14日補充修正2017.12.15日課程設(shè)計報告的撰寫。并進展設(shè)計的辯論，給出課程設(shè)計成績五、參考資料[1]康華光.電子技術(shù)根底-數(shù)字局部[M].華中理工大學教研室.[2]高桔祥.電子技術(shù)根底-實驗與課程設(shè)計[M].電子工業(yè).[3]付子儀.電子技術(shù)課程指導書[M].理工大學.目錄一.容提要.................................................................1二．選用器材................................................................1三．設(shè)計方案................................................................2四．主要電路圖...............................................................4五．電路說明及原理分析......................................................4六．設(shè)計總結(jié)及心得體會......................................................5..一．容提要方波形發(fā)生器是用來產(chǎn)生方波波形的裝置，以前，人們常用模擬電路來產(chǎn)生這種波形，其缺點是電路構(gòu)造復雜，所產(chǎn)生的波形種類有限。隨著數(shù)字電子技術(shù)的開展，采用數(shù)字集成電路產(chǎn)生方波形的方法已變的越來越普遍。雖然，用數(shù)字量產(chǎn)生的波形會呈微小的階梯狀，但是，只要提高數(shù)字量的位數(shù)即提高波形的分辨率，所產(chǎn)生的波形就會變的非常平滑。用數(shù)字方式的優(yōu)點是電路簡單，改變輸出的波形極為容易。下面將說明以數(shù)據(jù)存貯器為核心來實現(xiàn)波形發(fā)生器的原理。用波形數(shù)據(jù)貯存器記錄所要產(chǎn)生的波形，并將其在地址發(fā)生器作用下所產(chǎn)生的波形的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)-模轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成相應的模擬量，以到達波形輸出的目的。其實現(xiàn)的原理如圖1所示。圖1二．選用器材1.NET系列數(shù)字電子技術(shù)實驗系統(tǒng)2.穩(wěn)壓電源3.集成電路：74LS161.2716.DAC0832.NE45584.電阻.開關(guān).可變電阻5.計算機.EPROM編程器6.萬用表.示波器三．設(shè)計方案按地址發(fā)生器.波形數(shù)據(jù)存貯器.數(shù)/模轉(zhuǎn)換器三個局部分別說明。1.地址發(fā)生器組成地址發(fā)生器說輸出的地址位數(shù)決定了每一種波形所能擁有的數(shù)據(jù)存貯量。但在同一地址發(fā)生頻率下，波形貯存量越大輸出越低。考慮到我們要求輸出波形具有8位數(shù)字量的分辨率，因而可將地址發(fā)生器設(shè)計成8位，以獲得較好的輸出效果。如果地址發(fā)生器高于8位，那么輸出波形的分辨率將會收到影響。選用2片4位二進制計數(shù)器74LS161組成8位地址發(fā)生器，其最高工作頻率可到達32MHZ。2.波形數(shù)據(jù)存貯器8位地址發(fā)生器決定了每種波形的數(shù)據(jù)貯存量為256字節(jié)。因為總共要輸出8種波形，故貯存量為2K字節(jié)?？蛇x用2716EPROM作為波形數(shù)據(jù)存貯器。8種波形在存貯器中的地址分配如圖2:貯存在EPROM中的波形數(shù)據(jù)是通過一個周期電壓變化的幅值按8位D/A分辨率分成256個數(shù)值而得到的。例如正弦波的數(shù)據(jù)可按公式D=128〔1+sin360/255x〕,x=0…255圖23.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器可采用具有8位分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832作為多種波形發(fā)生器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。由于多種波形發(fā)生器制使用一路D/A轉(zhuǎn)換，因而DAC0832可連續(xù)接成單緩沖器方式。另外，因DAC0832是一種電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時，需外接運放來實現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換為電壓。由于在實際使用中輸出波形不僅需要單極性的〔0-+xV或0--xV〕有時還需要雙極性的〔+-xV〕,因而可用兩組運算放大器作為模擬電壓輸出電路，運放可選用NE4558,其片集成了兩個運算放大器。四．主要電路圖〔圖3〕圖3主要電路圖五．電路說明及原理分析1.2716EPROM的地址信號兩片74LS161級練成八位計數(shù)器，其兩組Q3-Q0輸出作為2716的低八位地址A7-A0，這樣，讀出一個周期的波形數(shù)據(jù)需要256個CP脈沖，故輸出波形的頻率為CP時鐘脈沖頻率的1/256.2716的高三位地址〔A10-A8〕用作必須選擇，他們與三個選擇開關(guān)相連。利用開關(guān)的不同設(shè)置狀態(tài)，可選用八種波形種的任意一種。2.DAC0832的單緩沖器方式在電路中DAC0832被接成單緩沖器方式。它的ILE與+5V相連，CS,XFER,WR2與GND相連，WR1與CP信號相連。這樣DAC0832的8位DAC存放器始終處于導通狀態(tài)，因此當CP變成低電平時，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)便可直接通過8位DAC存放器，并有其8位D/A轉(zhuǎn)換器進展轉(zhuǎn)換。3.波形的輸出和調(diào)整在上圖種，DAC0832輸入的電流信號經(jīng)過雙運放NE4558被轉(zhuǎn)換成0--5V再經(jīng)過一級運放后得到了雙極性輸出+-5V通過改變CP脈沖的頻率，可得到不同周期的輸出波形。而對圖種可變電阻的調(diào)節(jié)，那么可以改變輸出波形的幅值。4.波形數(shù)據(jù)波形的數(shù)據(jù)可用EPROM編程器將這些數(shù)據(jù)寫入2716EPROM中。六．設(shè)計總結(jié)及心得體會這次實驗是一次將理論知識和實踐動手能力相結(jié)合的一次，它大大鍛煉了我的動手和分析能力，穩(wěn)固了我的知識，從而增加了我的信心，也明確了我的努力方向。這次課程設(shè)計，讓我對電氣這門學科更加熱愛了，總之，這次的課程設(shè)計讓我受益匪淺，尤其是掌握了PROTEL99的應用，雖然花費了不少時間，但是比起我的收獲，這算得了什么，這次的課程設(shè)計讓我記憶深刻，很感這次的設(shè)計，感教師給我這個鍛煉的時機，希望今后還能有這樣的課程設(shè)計。..參考文獻[1]康華光.電子技術(shù)根底-數(shù)字局部[M].華中理工大學教研室.[2]高桔祥.電子技術(shù)根底-實驗與課程設(shè)計[M].電子工業(yè).[3]付子儀.電子技術(shù)課程指導書[M].理工大學.[4]畢滿清.電子技術(shù)試驗與課程設(shè)計[M].機械工業(yè).[5]克農(nóng).數(shù)字電子技術(shù)根底[M].2版..：高等教育，2010.[6]文楷.數(shù)字電子技術(shù)根底[M].：機械工業(yè)，2010.[7]王小海，齊才軍，阮秉濤.集成電子技術(shù)根底教程[M].2版.下冊.：高等教育，2010