嵌入式信号发生器设计

采用嵌入式系统的设计方案

采用嵌入式系统的设计方案

摘 要

函数信号发生器采用S3C44B0X 嵌入式处理器作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（OPAMP）、4×4按键和LCD显示屏电路等。因为是基于软件编程实现的所以可以通过内置的程序很方便的实现更为直观的操作设置并能够按照程序的设计产生出所要求的任意波形，大大提高了波形信号的可编程性，可以用来替代传统的功能单一的信号发生器。而且它具有操作方便、体积小、耗电少、性能高和在低频范围内稳定性好等特点。此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。

通过按键改变设置可产生三角波、锯齿波、方波、正弦波，同时在1602LCD显示对应的波形，幅值以及频率。所产生的波形VP-P范围为-5V~5 V，频率范围为0~ 999Hz,在频率较大时波形准确并且平滑，频率较小时三角波、方波、锯齿波会产生不同程度的失真。本系统设计简单、性能优良，能够利用ARM7 开发板方便的产生所需要的波形，具有一定的实用性。

关键词：S3C44B0X、运放器、数模转换、信号发生器

采用嵌入式系统的设计方案

ABSTRACT

S3C44B0X, a embedded processor, is used as the control core of the Functions Generator. External circuit is composed by digital/analog converter circuit (DAC0832), operational amplifier circuit (OPAMP), 4 × 4 keys and LCD display circuit. Because it is software-based, it is easy to achieve a more intuitive setting up and produce arbitrary waveforms as it is programmed. It’s greatly improving the programmability of the signal waveform which can be used to replace traditional Functions Generator. It has characteristics such as small size, user-friendly, low power consumption, high-performance and good stability of low-frequency range. What’s more, this circuit is clear so that it’s easy and convenient to find errors.

It can produce triangle wave, sawtooth, rectangle wave and sine wave by setting up with buttons, and as the same time the 1602 LCD can display corresponding information of waveforms, amplitude and frequency. The VP-P range of waveform generated is 0 ~ 5 V and the range of frequency is 0 ~ 999Hz. The frequency is higher and the waveform is more smooth and exact and while frequency is low, triangle wave, sawtooth wave, rectangle wave will have different degrees of distortion. The system is designed to be simple and performance. It is allowed to generate waveform expediently by S3C44B0X Development Board. So it has certain degree of practicality.

Key words：S3C44B0X, operational amplifier, digital-to-analog conversion, signal generator

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目 录

中文摘要 ................................................................................................... Ⅰ ABSTRACT .............................................................................................. Ⅱ 1 绪论 ........................................................................................................ 1 1.1 信号发生器现状 ...................................................................................... 1 1.2 嵌入式处理器在信号发生器中的应用 ........................................................... 1 1.3 内容概述 ............................................................................................... 2 2 系统设计 ................................................................................................ 4 2.1 系统方案的比较 ...................................................................................... 4 2.2 芯片选择 ............................................................................................... 5 3 硬件电路的设计 .................................................................................... 7 3.1 基本原理 ............................................................................................... 7 3.2 资源分配 ............................................................................................... 8 3.3 最小系统设计 ......................................................................................... 8 3.4 各部分电路原理 ..................................................................................... 20 4 软件设计 ............................................................................................... 25 4.1 软件方案的介绍 ..................................................................................... 25 4.2 主程序流程图 ........................................................................................ 31 5 测试结论 ............................................................................................... 47 5.1 系统连接框图 ........................................................................................ 47 5.2 信号性能分析 ........................................................................................ 47 5.3 硬件及波形展示 ..................................................................................... 48 结束语 ....................................................................................................... 51 参考文献 ................................................................................................... 52

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1 绪论

1.1 信号发生器的现状

波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。它是一种为电子测量和计量工作提供符合严格技术要求的电信号设备，因此是电子测试系统的重要部件，是决定电子测试系统性能的关键设备。它与示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本的，也是得到最广泛应用的电子仪器之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。

信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低 …… 此处隐藏：12387字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……