基于单片机、ADC0832信号发生器设计

智能函数发生器设计

设计的要求如下

设计要求

1. 信号频率范围1HZ～100kHZ；

2. 输出波形应有： 方波、三角形、正弦波；

3. 输出信号幅值范围0～10V；

4. 具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能。

第一章 方案设计与论证

方案一：本方案直接采用凌阳SPCE061A作为波形发生器。波形的具体产生是通过两路DAC来产生，凌阳SPCE061A在这方面的设计为我们提供了极大的方便，用它实现的好处在于，外围电路极其简单，另外在DAC的编程方面又提供及其便利的编程环境。外围电路的设计包括三大部分，第一是键盘控制电路的设计，这里采用4*4键盘，由IOA的低八位进行控制，把键盘上的行和列分别接在IOA0~IOA3和IOA4~IOA7上，采用外部中断二来中断所显示波形，以便进入下一波形的编辑和输出，在波形输出的同时利用外部中断一来实现同步的频率调节。第二是显示电路的设计，这里为了在波形输出依然有显示，由于单片机的局限性这里采用通常的动态LED显示行不通，因为波形输出时要求CPU不停地为其服务而没有空闲来为LED进行不停更新，解决方案是采用带数据缓存器和驱动的LCD来提供显示，这样只占用八个I/O口即可完成设计要求,也可放弃适时显示功能采用LED显示，这里将提供两种显示方案。第三是滤波和电压转换电路的设计，滤波采用低通滤波器，滤除DAC转换过程中形成的高频小锯齿波。另外由于凌阳SPCE061A单片机DAC输出为电流输出，为满足达到5V的电压输出，外接OP07运算放大器进行放大，加1千欧姆电阻进行电流信号到电压信号的转换。本设计的特点是全面采用数字电路方案，因而工作稳定可靠。利用单片机控制管理，使频率设置和占空比调整等操作可用键盘输入，十分方便.由于方案中涉及到SPCE061A单片机现简介如下：

SPCE061A单片机概述

SPCE061A是继u'nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。目前有两种封装形式：84引脚的PLCC84封装和80引脚的LQFP80贴片封装。主要性能如下：

16位m’nSP微处理器；

工作电压：VDD为2.4~3.6V(cpu), VDDH为2.4~5.5V(I/O)；

CPU时钟：32768Hz~49.152MHz ；

内置2K字SRAM、内置32K FLASH；

可编程音频处理；

32位通用可编程输入/输出端口；

32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；

2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；

2个10位DAC(数-模转换)输出通道；

7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；

声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能；

系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2mA@3.6V；

具备触键唤醒的功能；

14个中断源：定时器A / B，2个外部时钟源输入，时基，键唤醒等；

使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；

具备异步、同步串行设备接口；

具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；

内置在线仿真电路接口ICE（In- Circuit Emulator）；

具有保密能力；

具有WatchDog功能（由具体型号决定）