方波波形发生器的设计

..数字电子技术课程设计报告题目名称：方波波形发生器的设计XX：杰学号：150712171班级：15电气本六班指导教师：媛工程技术学院信息工程与自动化系..数电课程设计任务书学生杰专业电气工程及其自动化指导教师媛类别学号150712171班级6班职称讲师本校一、设计题目方波波形发生器的设计设计任务：实现方波波形的输出要求输出的波形具有8位数字量的分辨率能调整输出波形的周期和幅值实现并实现自己设计的电路或仿真电路写出设计报告三、设计报告：1、格式要求=1\*GB2⑴页面：A4，上下左右页边距2.0厘米。=2\*GB2⑵题目：小二黑体加粗；大标题：三号黑体加粗；小标题：小四黑体加粗；正文：五号宋体。=3\*GB2⑶页码：底部居中。2、报告容：封面容提要正文设计要求题目分析3〕设计思路与原理4〕电路图的仿真5〕心得体会6〕参考文献四、进度安排第十四、十五周142017.12.4~12.6日下达课程设计任务书：明确课程设计的具体要求和应完成的设计任务，学生对课程设计所需各个步骤有个总体把握。搜集、整理和研究资料：针对题目本身涉及容，通过书籍、文献、网络等手段查阅相关资料。在学习借鉴类似课题研究成果同时，提出自己的设计思路和方法。2017.12.7设计课程报告152017.12.11~12.12日完善课程报告2017.12.13~12.14日补充修正2017.12.15日课程设计报告的撰写。并进展设计的辩论，给出课程设计成绩五、参考资料[1]康华光.电子技术根底-数字局部[M].华中理工大学教研室.[2]高桔祥.电子技术根底-实验与课程设计[M].电子工业.[3]付子仪.电子技术课程指导书[M].理工大学.目录一.容提要.................................................................1二．选用器材................................................................1三．设计方案................................................................2四．主要电路图...............................................................4五．电路说明及原理分析......................................................4六．设计总结及心得体会......................................................5..一．容提要方波形发生器是用来产生方波波形的装置，以前，人们常用模拟电路来产生这种波形，其缺点是电路构造复杂，所产生的波形种类有限。随着数字电子技术的开展，采用数字集成电路产生方波形的方法已变的越来越普遍。虽然，用数字量产生的波形会呈微小的阶梯状，但是，只要提高数字量的位数即提高波形的分辨率，所产生的波形就会变的非常平滑。用数字方式的优点是电路简单，改变输出的波形极为容易。下面将说明以数据存贮器为核心来实现波形发生器的原理。用波形数据贮存器记录所要产生的波形，并将其在地址发生器作用下所产生的波形的数字量经过数-模转换装置转换成相应的模拟量，以到达波形输出的目的。其实现的原理如图1所示。图1二．选用器材1.NET系列数字电子技术实验系统2.稳压电源3.集成电路：74LS161.2716.DAC0832.NE45584.电阻.开关.可变电阻5.计算机.EPROM编程器6.万用表.示波器三．设计方案按地址发生器.波形数据存贮器.数/模转换器三个局部分别说明。1.地址发生器组成地址发生器说输出的地址位数决定了每一种波形所能拥有的数据存贮量。但在同一地址发生频率下，波形贮存量越大输出越低。考虑到我们要求输出波形具有8位数字量的分辨率，因而可将地址发生器设计成8位，以获得较好的输出效果。如果地址发生器高于8位，那么输出波形的分辨率将会收到影响。选用2片4位二进制计数器74LS161组成8位地址发生器，其最高工作频率可到达32MHZ。2.波形数据存贮器8位地址发生器决定了每种波形的数据贮存量为256字节。因为总共要输出8种波形，故贮存量为2K字节。可选用2716EPROM作为波形数据存贮器。8种波形在存贮器中的地址分配如图2:贮存在EPROM中的波形数据是通过一个周期电压变化的幅值按8位D/A分辨率分成256个数值而得到的。例如正弦波的数据可按公式D=128〔1+sin360/255x〕,x=0…255图23.数据转换器可采用具有8位分辨率的D/A转换集成芯片DAC0832作为多种波形发生器的数模转换器。由于多种波形发生器制使用一路D/A转换，因而DAC0832可连续接成单缓冲器方式。另外，因DAC0832是一种电流输出型D/A转换器，要获得模拟电压输出时，需外接运放来实现电流转换为电压。由于在实际使用中输出波形不仅需要单极性的〔0-+xV或0--xV〕有时还需要双极性的〔+-xV〕,因而可用两组运算放大器作为模拟电压输出电路，运放可选用NE4558,其片集成了两个运算放大器。四．主要电路图〔图3〕图3主要电路图五．电路说明及原理分析1.2716EPROM的地址信号两片74LS161级练成八位计数器，其两组Q3-Q0输出作为2716的低八位地址A7-A0，这样，读出一个周期的波形数据需要256个CP脉冲，故输出波形的频率为CP时钟脉冲频率的1/256.2716的高三位地址〔A10-A8〕用作必须选择，他们与三个选择开关相连。利用开关的不同设置状态，可选用八种波形种的任意一种。2.DAC0832的单缓冲器方式在电路中DAC0832被接成单缓冲器方式。它的ILE与+5V相连，CS,XFER,WR2与GND相连，WR1与CP信号相连。这样DAC0832的8位DAC存放器始终处于导通状态，因此当CP变成低电平时，数据线上的数据便可直接通过8位DAC存放器，并有其8位D/A转换器进展转换。3.波形的输出和调整在上图种，DAC0832输入的电流信号经过双运放NE4558被转换成0--5V再经过一级运放后得到了双极性输出+-5V通过改变CP脉冲的频率，可得到不同周期的输出波形。而对图种可变电阻的调节，那么可以改变输出波形的幅值。4.波形数据波形的数据可用EPROM编程器将这些数据写入2716EPROM中。六．设计总结及心得体会这次实验是一次将理论知识和实践动手能力相结合的一次，它大大锻炼了我的动手和分析能力，稳固了我的知识，从而增加了我的信心，也明确了我的努力方向。这次课程设计，让我对电气这门学科更加热爱了，总之，这次的课程设计让我受益匪浅，尤其是掌握了PROTEL99的应用，虽然花费了不少时间，但是比起我的收获，这算得了什么，这次的课程设计让我记忆深刻，很感这次的设计，感教师给我这个锻炼的时机，希望今后还能有这样的课程设计。..参考文献[1]康华光.电子技术根底-数字局部[M].华中理工大学教研室.[2]高桔祥.电子技术根底-实验与课程设计[M].电子工业.[3]付子仪.电子技术课程指导书[M].理工大学.[4]毕满清.电子技术试验与课程设计[M].机械工业.[5]克农.数字电子技术根底[M].2版..：高等教育，2010.[6]文楷.数字电子技术根底[M].：机械工业，2010.[7]王小海，齐才军，阮秉涛.集成电子技术根底教程[M].2版.下册.：高等教育，2010