数控直流电源有关资料(附c程序)

1、数控直流电流源（F 题）一、任务设计并制作数控直流电流源。输入交流 200240V， 50Hz；输出直流电压 10V。其原理示意图如下所示。显示器键盘控制器电流源负载电 源二、要求1、基本要求（1）输出电流范围： 200mA 2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值给定值的1+10 mA；（3）具有“ +”、“ - ”步进调整功能，步进10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在 10V 以内变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的 1+10 mA ；（5）纹波电流 2mA；（6）自制电源。2、发挥部分（1）输出电流范围为20mA2000mA，步进 1m

2、A ；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值 )，测量误差的绝对值测量值的0.1+3 个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V 以内变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的0.1+1 mA；（4）纹波电流 0.2mA；（5）其他。三、评分标准基本要求发挥部分项目设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。实际完成情况完成第 (1)项完成第 (2)项完成第 (3)项完成第 (4)项其他满分50504201655四、说明1、需留出输出电流和电压测量端子；2、输出电流可用高精度电流表

3、测量；如果没有高精度电流表，可在采样电阻上测量电压换算成电流；3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。数控直流恒流源的设计与制作发表日期： 2006年 5 月 1 日出处：本站原创【编辑录入： zouwenkun】指导老师 : 王贵恩博士制作人 : 彭浦能、梁星燎、林小涛数控直流恒流源数控恒流源获奖证书摘要：本系统以直流电流源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达1mA，并可由数码管显示电流设定值和实际输出电流值。本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A 转换器（ AD7543）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大

4、，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流 / 电压转换后，通过 A/D 转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数字量形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。实际测试结果表明，本系统能有效应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。关键词：压控恒流源智能化电源闭环控制The Digital Controlled Direct Current SourceAbstract: In this system the DC source is center and 89S52 versio

5、n single chip microcomputer (SCM) is main controller,output current ofDC power can be set by a keyboardwhich steplevelreaches 1mA, while the set value and the real outputcurrent can be displayed by LED. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog valueby DAC (AD7

6、543), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the baseelectrodeof power transistor, soan adjustable outputcurrentcan be availablewith the base electrodevoltageof powertransistor.On the otherhand, The constantcurrentsource can be monitoredby the SCM

7、system real-timely,itswork processis that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally thedigitalvalue as a feedback loop isprocessed by SCMso thatoutputcurrentis more stable,so a stablevoltage-controlledconstantcurrentpower isdesigned.The

8、testresultshave showed thatitcan be appliedinneed areas of constantcurrentsource with high stability and low power.Keywords: voltage-controlled constant current source, intelligent power,closed loop control前言随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。性

9、能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。基于此，人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步且有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。本文正是应社会发展的需求，研制出一种基于单片机的高性能的数控直流恒流源。本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在 20mA2000mA范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围± 4mA，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。1 系统原理及理论分析1.1

10、单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。主要包括 AT89S52单片机、模数转换芯片 ADC0809、12 位数模转换芯片 AD7543、数码管显示译码芯片 74LS47 与 74LS138 等器件。1.2 系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定，设定值与/ 采样显示值（系统内部测量值）的关系。内部测量值与实际测量值的关系，而后者是所有仪表所存在的误差。在没有采用数字闭环之前，设定值与内部测量值的关系只能通过反复测量来得出它们的关系（要送多大的数才能使/ 输出与设定电流值相对应的电压值），

11、再通过单片机乘除法再实现这个关系，基本实现设定值与内部测量值相一致。但由于周围环境等因素的影响，使设定值与内部测量值的关系改变，使得设定值与内部测量值不一致，有时会相差上百毫安，只能重新测量设定值与/ 图 4 键盘及显示电路3.4 电源方案选择方案一：用开关稳压电源给整机供电，此方案能够完成本作品电流源的供电，但开关电源比较复杂，而且体积也比较大，制作不便，因而此方案难以实现。方案二：单片机控制系统以及外围芯片供电采用78 系列三端稳压器件，通过全波整流，然后进行滤波稳压。电流源部分由于要给外围测试电路提供比较大的功率，因此必须采用大功率器件。考虑到该电流源输出电压在10V 以内，最大输出电流

12、不大于2000mA，由公式 P=U*I 可以粗略估算电流源的功耗为20W。同时考虑到恒流源功率管部分的功耗，需要预留功率余量，因此供电电源要求能输出 30W以上。为了尽量减少输出电流的纹波，要求供电源要稳定，因此采用隔离电源，选用由LM338构成的高精度大电流稳压电源。此方案输出电流精度高，能满足题目要求，而且简单实用，易于自制，故选用方案二。稳压电源原理如图5 所示。图 8电流设置子程序模块50101.210.12190101.230.123335101.450.14575650.9250.185145051.000.200170050.9700.194198050.9450.1896 结束

13、语在设计制作数控直流恒流源的过程中， 我们深切体会到， 实践是理论运用的最好检验。 本次设计是对我们三年所学知识的一次综合性检测和考验，无论是动手能力还是理论知识运用能力都得到了提高，同时加深了我们对网络资源认识，大大提高了查阅资料的能力和效率，使我们有充足的时间投入到电路设计当中。本系统的研制主要应用到了模拟电子技术、数字电子技术、单片机控制技术、大功率电源设计、电子工艺等多方面的知识，所设计的基于单片机程序控制的压控式恒流源，达到了应用要求。在数据测试和调试方面，由于仪表存在误差和电路器件因工作时间过长温度升高而产生的误差，使得测量数据不是很精确，本系统就此通过软件设计，减少误差的存在，使

14、输出电流的误差范围减小到± 4mA，大大提高了系统的精度，与理论计算吻合。程序部分数控恒流源程序#include <reg52.h>#include <absacc.h>#include<string.h>#include<intrins.h>#define unit unsigned int#define uchar unsigned char#define DELAY_TIME 60#define TRUE 1#define FALSE 0uchar keyup;uchar keydown;uchar keyupstate;ucha

15、r keydownstate;static unsigned int s=0;static unsigned int b=1;static unsigned int q=0;static unsigned int c=0;static unsigned int a;code unsigned char table19=11,17,23,28,34,39,45,51,56,62,68,73,79,84,90,96,101,107,113;code unsigned char Seg7Code11=/ 用十六进数作为数组下标，可直接取得对应的七段编码字节 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0

16、x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0xBF;sbit SCL=P14;sbit SDA=P15;void DELAY(unsigned int t) /*延时函数*/while(t!=0)t-;void I2C_Start(void)/* 启动 I2C 总线的函数，当SCL为高电平时使 SDA产生一个负跳变 */SDA=1;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SDA=0;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);void I2C_Stop(void)/* 终止 I2C 总线，当 SCL为高电平时使 SDA产生一个正跳

17、变 */ SDA=0;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SDA=1;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);void SEND_0(void)/* SEND ACK */* 发送 0，在 SCL为高电平时使SDA信号为低 */SDA=0;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);void SEND_1(void)/* 发送 1，在 SCL为高电平时使SDA信号为高 */SDA=1;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);bit

18、Check_Acknowledge(void)/* 发送完一个字节后检验设备的应答信号*/SDA=1;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME/2);F0=SDA;DELAY(DELAY_TIME/2);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);if(F0=1)return FALSE;return TRUE;void WriteI2CByte(char b)reentrant/* 向 I2C 总线写一个字节 */char i;for(i=0;i<8;i+)if(b<<i)&0x80)SEND_1();elseSEND_0();char ReadI2CByt

19、e(void)reentrant/* 从 I2C 总线读一个字节 */char b=0,i;for(i=0;i<8;i+)SDA=1;SCL=1;/*/*释放总线 */接受数据 */DELAY(10);F0=SDA;DELAY(10);SCL=0;if(F0=1)b=b<<1;b=b|0x01;elseb=b<<1;return b;/*以下为读写 24c02 的函数 */void Write_One_Byte(char addr,char thedata)bit acktemp=1;/*write a byte to mem*/I2C_Start();Write

20、I2CByte(0xa0);acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(addr);/*address*/acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(thedata);/*thedata*/acktemp=Check_Acknowledge();I2C_Stop();char Read_One_Byte(char addr)bit acktemp=1;char mydata;/*read a byte from mem*/I2C_Start();WriteI2CByte(0xa0);acktemp=Check_Ackn

21、owledge();WriteI2CByte(addr);/*address*/acktemp=Check_Acknowledge();I2C_Start();WriteI2CByte(0xa1);acktemp=Check_Acknowledge();mydata=ReadI2CByte();acktemp=Check_Acknowledge();return mydata;I2C_Stop();void DisplayBrush( void )unit m;P0=0xff;P0 = Seg7Code 10 ;/ 显示输出函数P1=0xfe;for(m=0;m<1000;m+);P0

22、= Seg7Code s ;P1=0xfd;for(m=0;m<1000;m+);P0 = Seg7Code b ;P1=0xfb;for(m=0;m<1000;m+);P0 = Seg7Code q ;P1=0xf7;for(m=0;m<1000;m+);void jisuan (void) s=a/100; b=(a/10)%10; q=a%10;void delays(void)/ 按键去斗延时函数 uchar i; for(i=300;i>0;i-);void main( void ) c=Read_One_Byte(0x10); a=Read_One_Byte

23、(0x20); if (c>18|a>100)c=0;a=10;P2=tablec;jisuan();DisplayBrush();EA=1;IT0=1;IT1=1;EX0=1;EX1=1;while (1)if (keyupstate!=keyup) delays(); if (c<=18)if (a=100) goto L1;else a+=5;c+;L1:keyupstate=keyup;P2=tablec;jisuan();DisplayBrush();Write_One_Byte(0x10,c);Write_One_Byte(0x20,a);/if (keydown

24、state!=keydown) delays(); if (a=10)goto L2; else a-=5;c-;L2:keydownstate=keydown;P2=tablec;jisuan();DisplayBrush();Write_One_Byte(0x10,c);Write_One_Byte(0x20,a);DisplayBrush();void intsvr0(void)interrupt 0 using 1keyup=!keyup;void intsur0(void)interrupt 2 using 1keydown=!keydown;第一章数控直流电源1、课题目的： 学习和

25、掌握数字电子电路和模拟电子电路的接口方法；学习和研究用 EDA、 MCU等不同的手段、方法来完成本科题的设计任务，并从中逐步学会方案的比较和选择；学习电路的模块化调试和软硬件结合调试方法2、设计要求：输出电压：范围 1.0 12.0V，步进 0.1V ，纹波不大于 10mV；输出电流： 100mA；输出电压和电流值由数码管显示；由“”、“”两键分别控制输出电压步进增减；第 1 节课题设计原理数控电源的原理示意如图1.1 所示，该课题要求通过“ +”“- ”两个按键来控制输出电压的升降。输出的电压和电流通过采集和标度变换（建立一个算式，使输出量 Vo、Io 和 A/D 转换后的数字量建立对应关系

26、）后，一方面闭环控制输出，另一方面通过六位七段显示器显示输出电压和电流。图 1.1 数控电源原理框图1、输出电路输出电路可以有以下几种电路结构供参考：采用运算放大器、可调三端（ LM317）电路组成；采用运算放大器、三极管功率放大电路组成；采用运算放大器、 MOS管功率放大电路组成。2、 数控部分数控部分可以采用以下方案供参考：用 EDA技术，采用大规模可编程器件CPLD/FPGA和 D/A 转换器实现； 用 MCU技术，采用单片机、外围逻辑器件和 D/A 转换器实现，外围逻辑器件主要是用于对 A/D， D/A 等器件的读写控制和片选控制；用 MCU完成课题的控制和计算部分， 用 EDA技术完

27、成逻辑整合和数字显示的译码， D/A 转换器完成数摸转换。3、 数字显示部分显示部分用 6 个 LED数码管，可以采用以下参考方案：动态扫描显示方案1：七段译码用 1 片 4511（或类式芯片），位驱动可用1 片 MC1413等驱动芯片；动态扫描显示方案2：七段译码由软件查表完成，段驱动可用2 片 74LS06等芯片，位驱动用1 片 MC1413等驱动芯片；静态显示方案：采用6 片 74LS164通过串行口工作方式实现，LED 用共阳极显示器可省去位驱动；用CPLD（或FPGA）完成译码，动态扫描显示。4、 输出采集部分输出采集部分有输出电压采集和输出电流采集两块，可以采用以下参考方案：输出电

28、压通过在输出端分压电阻上取样获取， 输出电流取样可通过负载中串取样电阻来获取，取样得到的电压值，通过运算放大器隔离后送给 A/D 转换器，电流取样电阻可取 1 欧。注意：电压、电流取样要共地；运算放大器输出的电压不要超出 A/D 的输入范围。第 2 节课题内容及实施步骤由于课题内容多又有相当的工作量，在完成硬件整体设计后， 按先易后难、先小后大，先硬件后软件按功能模块进行实验和调试，建议如下：实验一输出电路模块性能调试实验1、电路原理采用运算放大器、MOS管功率放大电路组成输出电路模块示例如图 1.2 所示，运放 A1 构成反向比例电路，输入 Vi 为 0-5V 通过 R12调节后作为 A1

29、的输入信号（采用 -5V 的目的是和以后的 D/A 转换器相协调） ，试分析运放 A2 和输出 MOS 管 T1 构成什么类型的负反馈？它的作用是什么？ R6 和 R7 构成输出电压取样电路，其中 R7上的电压将通过放大器送往 A/D 转换； R10为 1 欧电阻，它和 RL串联后构成电流取样， R10上的电压正比于输出电流，该电压通过放大后送往 A/D 转换。图 1.2 输出模块2、电路参数测试在测试前，先进行满度调整。Vi 输入 -5.0V ，调整电位器 R5 和电位器 R12，使 Vo=12.0V，完成满度调整，自己拟定测试方案和步骤。（1）测量 RL=时 Vi 和 Vo 的关系填入表

30、1.1表 1.1 RL= 时 Vi 和 Vo的关系Vi-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-4.5-5.0Vo（2）接入 RL=120欧电阻，测试 Vi 和 Vo 的关系， 自己制表 1.2 ，填入测试值。建议 Vi 输入同表 1.1 ，测试后分析对比表 1.1 和表 1.2 的值，说明电路负反馈的作用和效果。（3）在完成上述（ 1）（ 2）项目测试后，适当更改电路，加入 D/A 转换器如图 1.3 所示，参照数字电子技术实验中 D/A 转换部分，通过 DIP 开关输入数字量，测试数字量 Di 和图 1.3 带 D/A 的输出模块输出电压和 Vo 的关系， 自己制表

31、 1.3 ，填入给定数字量Di 和 Vo 的测试值。实验二数控模块和输出模块的软、硬件联合调试实验1、电路原理采用单片机、外围逻辑器件和D/A 转换器的方案示例连接如图1.4 所示图1.4 单片机和D/A 的连接单片机 89C51为 D/A 转换器提供数字量，经 DAC0832转换后在 IOUT1和 IOUT2 给出电流信号，由运放 A1 转换成模拟电压信号电路。思考该电路采用何种选址方法？该方法有什么优缺点？还可以采用何种选址方法？2、电路调整和参数测试（ 1）画出该部分的软件流程图，通过编程和软件调试，测试运放 A1 输出和 D/A 输入的数值量对应关系， 自己制订测试步骤，自己制表 1.

32、4 。（ 2）在实验（ 1）的基础上，改变 89C51的输出数值量，在负载 RL端测试输出电压并进行测试记录， 自己制订测试步骤，自己制表 1.5 。实验三加入数字显示模块后软、硬件联合调试实验1、电路原理利用单片机串行口的数字显示电路示例如图1.6 所示，单片机 89C51具有异步串行口，利用该接口的工作方式0（移位寄存器方式）能适应多位七段码的数据显示 .P3.0 （RXD端）串行发送显示数据，P3.1（TXD端）输出同步脉冲信号。采用这种静态显示方式的优点是显示亮度高、稳定性好、编程方便占用软件资源少。图 1.6 串行数字显示电路2、电路调整和参数测试（1）编制 89C51 的显示软件（

33、建议显示为一个独立的子程序），通过串行口初始化、设置显示缓冲区、七段码表、发送中断程序等。（2）通过设置显示参数（自定），调整显示电路的软、硬件，确定该模块工作的正确性。 自己制订测试步骤。（3）试考虑一种其它显示方案的电路和软件流程。实验四加入输出采集模块和键控输入模块进行的整机联合调试实验1、电路原理整机电路原理如图 1.7，输出采集电路是通过 ADC0809对来自于输出电流和电压的两路信号进行模数转换，转换结束后， EOC端给出的结束信号通过 INT1 脚，向单片机发出中图 1.7 整机电路原理断信号，单片机接受中断后， 读取 A/D 转换后的数据。 同向放大器的电路形式和放大倍数由同学

34、预先设计，其 原则是放大器的满度输出不要超出 +5V！两个按键 “ UP”和“DOWN”通过 P1.0 和 P1.1 送入单片机， “UP”键的作用是使输出电压按步进上升（步距 0.1V ），当按住该键不放时，电压连续上升；“ DOWN”键的作用是使输出下降。2、电路调整和整机参数测试（1）首先进行采集模块的硬件调试，为了能获取样电压和电流，可以通过另接一个分压电路来做， 当然可以利用实验一、 实验二和实验三的成果进行采集模块的调试；编写数据采集中断程序和键控子程序，键控子程序要考虑防抖动问题；成功后进行整机硬件、软件调试。（2）整机参数测试：精度测试。用万用表对输出电压和显示电压、输出电流和

35、显示电流进行对比测试，自己制订测试步骤， 测试数据 自己制表 1.6 。功能测试。分别按“UP”、“ DOWN”键，观察输出电压步进数值是否满足要求。第 3节实验要求1、预习要求由于课题涉及多门课程内容，在预习时要注意有关内容的查阅和研读，通过对各模块电路原理的理解，选定芯片、 画出硬件原理图、 软件流程图和编制相关软件。根据自己情况，预先设计好实验步骤，画出各种测试数据表格。2、实验报告要求（1）课题总体设计思想和总体方案，方案的选择与比较。（2）硬件部分：阐述自己硬件设计思想，有总体硬件原理图和各次实验的原理图、原理说明和参数设计并附计算过程。（3）软件部分：有总的和各次实验的软件流程图（

36、包括子程序和中断程序）及程序清单，程序要有注释。用EDA的要有波形仿真图。（4）有各次实验的测试结果并做相关分析和误差分析。（5）自己创新点的论述。（6）做本课题的体会。3、扩展内容（1）有连续步进功能。当连续按住“ UP”或“ DOWN”键超过 2 秒时，产生连续步进。（2）有短路保护和报警功能。当输出发生短路时，能自动关闭输出并用灯光报警；短路故障解除后，通过“复位”按键恢复输出。第二章简易音阶发生器设计1、课题目的： 学习和掌握振荡电路设计和滤波器的设计方法；学习和研究用 EDA、MCU等不同的手段、方法来完成本科题的设计任务，并从中逐步学会方案的比较和选择；学习电路的模块化调试和软硬件

37、结合调试方法2、设计要求： 产生 C 调八个音阶的振荡频率 (见表 2.1)，它分别由 1、2、3、4、5、7、0 号数字键控制。表 2.1音阶的振荡频率和周期表C 调123456709 频率261.6293.6329.6349.2392.0440.0439.9523f(H Z)周期3.823.403.032.802.552.272.091.91T(ms)同时按下两个数字键号时，只发出一个音阶频率信号。模拟通道的频宽为30Hz10kHz。功率放大器的负载电阻 RL =8 ，最大功率输出 Pomax0.5W、效率 50%。能按 1-2 秒的定时间隔单次和重复发出 8 个音阶。能自动演奏简单的曲子

38、（选做）。第 1 节课题原理和课题方案简易音阶发生器的实现有多种方案， 参考方案 1 如图 21 所示。它包括按键输入、频率控制器、正弦波振荡器、衰减器和功率放大器五个部分组成。图 21 简易电子琴参考方案 1 框图其中正弦波振荡器电路是产生 C 调八个音阶的信号源， 音调效果取决于准确和稳定的振荡频率， 因此，频率控制器是整个系统的关键部分； 按键输入是控制频率控制器给出适当的频率控制字， 调节振荡器的输出频率； 衰减器的目的是调节输出音量，最后由功率放大器推动扬声器发出声音。参考方案 2 如图 22 所示。该方案通过用电子开关切换多谐振荡器的频率，多谐振荡器输出的方波通过有源低通滤波器对信

39、号作进一步的处理， 滤出高频信号以获得较好的音质效果； 用 EDA技术，通过对 CPLD/FPGA的编程控制按键输入的译码、定时、演奏方式控制和自动演奏。图 2.2 简易电子琴参考方案2 框图1、音频功率放大器音频功率放大器可以有以下几种电路结构供参考（1） 采用集成功率放大器构成的电路；（2） 采用互补对称 OCL或 OTL电路构成功率放大电路；2、多谐振荡器方案 2 采用多谐振荡器可以考虑以下参考方案：（1） 用非门电路构或555 电路构成多谐振荡器。（2） 用运算放大器构成多谐振荡器，此时注意运算放大器的电源电压用±5V，不要太高 。（3） 用 EDA技术，采用大规模可编程器件

40、 CPLD/FPGA，用其中的部分资源来构成多谐振荡器。（4） 用 MCU技术，采用单片机、外围逻辑器件和D/A 转换器实现，外围逻辑器件主要是用于对A/D，D/A 等器件的读写控制和片选控制；（5） 用 MCU完成课题的控制和计算部分， 用 EDA技术完成逻辑整合和数字显示的译码， D/A 转换器完成数摸转换。3、频率控制和正弦波发生器方案 1 采用频率控制和正弦波发生器以下方案可供参考：（1）考虑 EDA 技术，用 CPD/FPGA 和 D/A 芯片进行直接数字频率合成（DDFS）产生正弦波，频率控制精确，切换速度快。（2）通过 MCU 控制 MAX038 构成压控振荡器，直接产生正弦波。

41、这种方式编程方便，但频率控制精度稍差一些。（3）用 MCU 控制 DDS 芯片 AD9850 ，通过低通滤波器直接产生正弦波。这种方式由 MCU 向 AD9850 发出频率控制字，频率控制精确，切换速度快，且比（ 1）容易实现。第 2 节 课题实施内容及实验步骤 （以方案 2 为例）由于课题内容比较多， 工作量比较大， 在完成硬件整体设计后， 按先易后难、先小后大，先硬件后软件按功能模块进行实验和调试，建议如下：实验一频率可切换的多谐振荡器该实验有以下两部分内容1、多谐振荡器多谐振荡器电路的一种如图2.3 所示，工作原理是利用电容器C的充、放电作用，在输出端获得矩形波。图 23 RC 环形多谐

42、振荡电路假定在接通电源后，电路最初处于第一暂稳态，即的Vi1=0 、Vo1=1、Vo2=0及 Vi3=1 的状态，此时 Vo1高电平经 C、R 和门 G2输出端向 C 充电，随着充电时间的增加， Vi3 的电位不断下降，当 Vi3 降到 Vr=1.4V(TTL 的门坎电平 ) 时，电路发生下述正反馈过程 ：130301结果使门 G1迅速导通，门 G2 截止，电路处于第二暂稳， 即 Vo1=0、Vo2=1、Vi3=0及 Vo3=1，这时， Vo2 高电平经 R、C和门 G1输出端向 C反充电，使 Vi3 的电位不断上升，当 Vi3 上升到 Vr = 1.4V 时，电路又产生下列正反馈过程：130

43、301从而使门 G2 迅速导通和门 G1 截止，电路又返回到第一暂稳态。此后，电路重复上述过程，在输出端获得矩形波，振荡频率为1f2RR0RONC其中 RO是与非门的输出电阻、 RON是 CMOS传输门 TG的导通电阻。此外，还有一点有必要说明， CMOS传输门建议采用 CD4016，它包含有四个独立的双向模拟开关，开关状态由控制信 E 决定，当 E=1时，对应开关的导通电阻 RON为几百欧姆； 当 E=0OFF >109时，开关的断开电阻 R2、可编程音阶振荡电路可编程音阶振荡电路如图24 所示。电路由 3 线 8 线译码器和 RC环形多谐振荡电路组成， 3 线 8 线译码器的作用是选

44、择不同的CMOS电子开关 4051，以获得八个振荡频率。图 2.4 可编程音阶振荡电路对于一组确定的地址码止 A2，A1， A0 译码器输出线中仅有一线为高电平（ Yi=1）使 TGi：导通和电阻 Ri 接入振荡电路，从而产生频率为f12 RiR0RonC的矩形波。因此，改变数码A2 A1 A0 ，即可获得不同的振荡频率。3、电路参数测试分别对图 2.3 和图 2.4 进行实验。首先计算电路参数，选定电容 C 和初步选定电阻 R0-R7 的数值，使电路起振。通过切换 3-8 译码器输入 A2，A1， A0，调节对应的电阻，使振荡频率满足表 2.1 的各音阶频率。填表 2.2表 2.2音阶对应的

45、 RC参数表A2A1A0C=R0=R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=频率实验二有源低通滤波器、衰减器和功率放大器1、二阶有源低通滤波器二阶有源低通滤波器参考电路如图2.5 所示，它的输入 Vi4 是音阶频率的方波信号，通过设计有源低通滤波器的截止频率参数，可以滤除方波信号中的高频分量，在输出端提取出基波信号Vo4。图 2.5二阶有源低通滤波器2、衰减器和功率放大器衰减器主要是对音频信号进行特定频率的提升和衰减， 不过在此可以简单地当作输出音量控制来处理， 用电位器实现音频信号衰减和对音量的控制。 功率放大器可以采用互补对称 OTL或 OCL电路来实现，输出功率 0.5W 即可。3、电路参数测试（