CN204993279U - 一种波形发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种波形发生器，包括人机交互模块、控制模块、信号产生模块和信号处理模块，人机交互模块由键盘和显示屏组成，控制模块为单片机，信号产生模块为芯片AD9850，信号处理模块是功放LM224。通过键盘键入频率值，输送到单片机，由单片机判断是否超出频率范围，若在范围之内，则生成频率控制字，经并行方式送入DDS芯片AD9850，合成用户所需的频率，实现对正弦波和方波的输出，并通过程序在显示屏上实显示。该波形发生器具有高精度、小体积、结构简单、易于操作的特点，能产生方波、正弦波、三角波三种波形，在满足高校实验室的要求同时，去掉了其他不常用功能，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及脉冲技术领域，具体地讲，涉及一种波形发生器。
背景技术
在科学研究、工程教育及生产实践中，波形发生器的使用非常普遍。方波和正弦波信号是一种应用极为广泛的信号，通常作为标准信号，用于电子电路的性能试验或参数测量。另外，在许多测试仪中也需要用标准的方波信号和正弦波信号检测一些物理量。
目前实验室的波形发生器主要是购买的精密仪器或超精密仪器，不但功能不能完全发挥出来，而且价格昂贵，造成不必要的资源浪费。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种波形发生器，该波形发生器以单片机为核心，外接信号源、显示器、功能按键等，并以C语言程序开发设计，结构简单，成本低，特别适合高校实验室使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：
一种波形发生器，包括人机交互模块、控制模块、信号产生模块、信号处理模块和信号输出模块，所述的人机交互模块由键盘和显示屏组成，控制模块为单片机，信号产生模块为芯片AD9850，信号处理模块是功放LM224。
本装置通过键盘键入频率值，输送到单片机，由单片机判断是否超出频率范围，若在范围之内，则生成频率控制字，经并行方式送入DDS芯片AD9850，合成用户所需的频率，实现对正弦波和方波的输出，并通过程序在显示屏上实显示。由于DDS内部多采用数字电路，因此体积小、重量轻、便于集成、可靠性高。相比传统的数字合成技术，精度更高，功耗更低，因此应用十分广泛。
作为对本技术方案的进一步改进，本实用新型的一种波形发生器，显示屏为LCD1602，LCD1602的8路数据线与单片机的P0口相连，RS、RW、E分别与单片机的P3.5、P3.6、P3.7相连，V接一个10KΩ滑动变阻器然后接地，用于调节显示器的亮度。
作为对本技术方案的进一步改进，波形发生器还包括供电模块，供电模块输出+12V、－12V、+5V三种电压。
作为对本技术方案的进一步改进，供电模块设有12V的直流电源；12V的直流电源设有变压电路，变压电路通过滤波电路、稳压电路后输出+5V电压；12V的直流电源设有电压反转电路，输入端输入+12V的电压，使输出端输出-12V的电压。本装置需要+5V和±12V三种电压源。控制模块中的单片机需要+5V供电，信号处理模块需要±12V供电。所需电压若全部采用外部输入方式，将会给使用者带来很多不便，因而选用只输入常见的+12V电压进行供电的方式，另外两种电压通过对+12V进行转换获得。
作为对本技术方案的进一步改进，单片机包含时钟电路和复位电路；单片机XTAL1与XTAL2引脚与12MHz晶振相连，然后分别接30pF的电容，然后接地，构成时钟电路；单片机RST端接一个按键开关再接VCC，按键两端接一个10uF去藕电容，同时RST端接一个10KΩ电阻再接地，构成单片机的复位电路。
作为对本技术方案的进一步改进，信号处理模块设有方波放大电路、正弦波放大电路、三角波放大电路；方波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接5KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器，放大倍数为0-2倍，输入端信号为0-5V，输出信号为0-10V；正弦波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接1KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器。放大倍为0-10倍，输入端信号为0-1V，输出信号为0-10V；三角波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接1KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器。放大倍为0-10倍，输入端信号为0-1V，输出信号为0-10V。通过调节滑动变阻器的阻值实现对幅值的调节。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为电源模块的结构示意图。
图3为图2中的5V稳压电路图。
图4为图2中-12V电压产生电路图。
图5为信号处理模块方波放大电路图。
图6为信号处理模块正弦波放大电路图。
图7为信号处理模块三角波产生电路图。
图8为信号处理模块三角波放大电路图。
附图标记说明：1－键盘；2－显示屏；3－单片机；4－信号产生模块；5－信号处理模块；6－信号输出模块；7－供电模块。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
参见图1，本实用新型的一种波形发生器，由人机交互模块、控制模块、信号产生模块4和信号处理模块5组成，人机交互模块由键盘1和显示屏2组成，控制模块为单片机3，信号产生模块4为芯片AD9850，信号处理模块5是功放LM224。
本装置通过键盘1键入频率值，输送到单片机3，由单片机3判断是否超出频率范围，若在范围之内，则生成频率控制字，经并行方式送入DDS芯片AD9850，合成用户所需的频率，实现对正弦波和方波的输出，并通过程序在显示屏2上实显示。由于DDS内部多采用数字电路，因此体积小、重量轻、便于集成、可靠性高。相比传统的数字合成技术，精度更高，功耗更低，因此应用十分广泛。
显示屏2为LCD1602，LCD1602的8路数据线与单片机3的P0口相连，RS、RW、E分别与单片机3的P3.5、P3.6、P3.7相连，V接一个10KΩ滑动变阻器然后接地，用于调节显示器的亮度。
单片机3包含时钟电路和复位电路；单片机3XTAL1与XTAL2引脚与12MHz晶振相连，然后分别接30pF的电容，然后接地，构成时钟电路；单片机3RST端接一个按键开关再接VCC，按键两端接一个10uF去藕电容，同时RST端接一个10KΩ电阻再接地，构成单片机3的复位电路。
结合图2可知，波形发生器还包括供电模块7，供电模块7输出+12V、－12V、+5V三种电压。
结合图3、图4可知，供电模块7设有12V的直流电源；12V的直流电源设有变压电路，变压电路通过滤波电路、稳压电路后输出+5V电压；12V的直流电源设有电压反转电路，输入端输入+12V的电压，使输出端输出-12V的电压。本装置需要+5V和±12V三种电压源。控制模块中的单片机3需要+5V供电，信号处理模块5需要±12V供电。所需电压若全部采用外部输入方式，将会给使用者带来很多不便，因而选用只输入常见的+12V电压进行供电的方式，另外两种电压通过对+12V进行转换获得。
结合图5～8可知，信号处理模块5设有方波放大电路、正弦波放大电路、三角波放大电路；方波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接5KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器，放大倍数为0-2倍，输入端信号为0-5V，输出信号为0-10V；正弦波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接1KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器。放大倍为0-10倍，输入端信号为0-1V，输出信号为0-10V；三角波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接1KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器。放大倍为0-10倍，输入端信号为0-1V，输出信号为0-10V。通过调节滑动变阻器的阻值实现对幅值的调节。
Claims (6)
1.一种波形发生器，包括人机交互模块、控制模块、信号产生模块、信号处理模块和信号输出模块，其特征在于：所述的人机交互模块由键盘和显示屏组成，控制模块为单片机，信号产生模块为芯片AD9850，信号处理模块是功放LM224。
2.根据权利要求1所述的一种波形发生器，其特征在于：显示屏为LCD1602，LCD1602的8路数据线与单片机的P0口相连，RS、RW、E分别与单片机的P3.5、P3.6、P3.7相连，V接一个10KΩ滑动变阻器然后接地。
3.根据权利要求1所述的一种波形发生器，其特征在于：所述的波形发生器还包括供电模块，供电模块输出+12V、－12V、+5V三种电压。
4.根据权利要求3所述的一种波形发生器，其特征在于：所述的供电模块设有12V的直流电源；12V的直流电源设有变压电路，变压电路通过滤波电路、稳压电路后输出+5V电压；12V的直流电源设有电压反转电路，输入端输入+12V的电压，使输出端输出-12V的电压。
5.根据权利要求1所述的一种波形发生器，其特征在于：所述的单片机包含时钟电路和复位电路；单片机XTAL1与XTAL2引脚与12MHz晶振相连，然后分别接30pF的电容，然后接地，构成时钟电路；单片机RST端接一个按键开关再接VCC，按键两端接一个10uF去藕电容，同时RST端接一个10KΩ电阻再接地，构成单片机的复位电路。
6.根据权利要求1所述的一种波形发生器，其特征在于：信号处理模块设有方波放大电路、正弦波放大电路、三角波放大电路；方波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接5KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器，放大倍数为0-2倍，输入端信号为0-5V，输出信号为0-10V；正弦波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接1KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器；放大倍为0-10倍，输入端信号为0-1V，输出信号为0-10V；三角波放大电路采用的是反相输入，同相输入端接地，输入信号接1KΩ电阻再接反相输入端，反相输入端与输出端之间接一个10KΩ的滑动变阻器；放大倍为0-10倍，输入端信号为0-1V，输出信号为0-10V。
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