低頻信號(hào)發(fā)生器介紹_低頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

低頻信號(hào)發(fā)生器采用單片機(jī)波形合成發(fā)生器產(chǎn)生高精度，低失真的正弦波電壓，可用于校驗(yàn)頻率繼電器，同步繼電器等，也可作為低頻變頻電源使用。本文為大家介紹采用單片機(jī)和DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的低頻信號(hào)發(fā)生器

設(shè)計(jì)方案

采用單片機(jī)和DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器生成波形，由于是軟件濾波，所以不會(huì)有寄生的高次諧波分量，生成的波形比較純凈。它的特點(diǎn)是價(jià)格低、性能高，在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少。

軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)只有0、1之分，所產(chǎn)生的信號(hào)也都是離散信號(hào)。為了能夠讓單片機(jī)輸出所需的數(shù)字信號(hào)，我們采用對(duì)信號(hào)采樣、量化的方法來實(shí)現(xiàn)由單片機(jī)產(chǎn)生所需信號(hào)。在設(shè)計(jì)中，對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行采樣，通過查表來實(shí)現(xiàn)輸出不同的幅度值。采樣點(diǎn)越密，信號(hào)失真度也就越小。對(duì)于三角波，就是實(shí)現(xiàn)2次循環(huán)，通過由最小值到最大值和由最大值到最小值的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)三角波的輸出。方波的輸出時(shí)間間隔由鍵盤輸入，然后由軟件通過定時(shí)、計(jì)數(shù)器來控制。因此，通過控制不同的計(jì)數(shù)初值就可以控制整個(gè)方波信號(hào)的頻率，其計(jì)數(shù)初值=65536-輸入值。對(duì)于其他波形，程序根據(jù)輸入頻率值計(jì)算出波形的輸出時(shí)間參數(shù)，即波形中每2點(diǎn)的時(shí)間間隔C。程序設(shè)定寄存器T0作定時(shí)器，T1作計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)算出C≤65536時(shí)，CPU只使用T0。當(dāng)C>65536時(shí)，CPU將T0和T1串聯(lián)起來使用。T0/T1被調(diào)用后開始計(jì)數(shù)，總定時(shí)時(shí)間到，輸出一個(gè)點(diǎn)，反復(fù)循環(huán)，從而在一個(gè)周期內(nèi)輸出完整波形。設(shè)計(jì)中軟件分為初始化模塊、顯示模塊、鍵盤掃描模塊、鍵值處理模塊和波形產(chǎn)生模塊。

初始化子函數(shù)

初始化子函數(shù)的主要工作是設(shè)置定時(shí)器的工作模式、初值預(yù)置、開中斷和打開定時(shí)器等。在這里，定時(shí)器T1工作于16位定時(shí)模式，單片機(jī)按定時(shí)時(shí)間重復(fù)的把波形送到DAC0832的寄存器。其程序流程圖如下圖所示：

鍵掃描子函數(shù)

鍵掃描子函數(shù)的任務(wù)是檢查3個(gè)鍵是否有鍵按下，若有鍵按下，則執(zhí)行相應(yīng)的功能。這里3個(gè)鍵分別用于頻率增加、頻率減小和正弦波，鋸齒波和方波的選擇功能。其程序流程圖如下圖所示：

波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生子函數(shù)

波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生函數(shù)是定時(shí)器T1的中斷程序。當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，發(fā)生一次中斷。當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，單片機(jī)按次序?qū)⒉ㄐ螖?shù)據(jù)表中的波形數(shù)據(jù)一一送到DAC8032，DAC8032根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)大小輸出對(duì)應(yīng)電壓。波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生子函數(shù)流程圖如下圖所示：

主函數(shù)

主函數(shù)的任務(wù)是進(jìn)行上電初始化，并在程序運(yùn)行中不斷查詢按鍵情況執(zhí)行相應(yīng)的功能。