多波形信号发生器控制与驱动电_路设计毕业论文(编辑修改稿)

多波形信号发生器控制与驱动电_路设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

0~﹢ 85℃ 高速 D/A 转换器 MAX7541 概述 MAX7541 是美国 MAXIM公司生产的高速高精度 12 位数字 / 模拟转换器芯片 ,由于 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 9 MAX7541 转换器件的功耗特别低 , 而且其线性失真可低达 0. 012 % , 因此 , 该 D/ A 转换器芯片特别合于精密模拟数据的获得和控制。 此外 ,由于 MAX7541 器件内部带有激光制作的精密晶片电和温度补偿电路以及 NMOS 开关 , 因而可充分保证 MAX7541 具有 12 位的精度。 还有一个重要特点是 : MAX7541 的所有输入均与 CMOS和 TTL 电平兼容。 MAX7541 在电气和管脚上都与 AD 公司的 AD7541 芯片兼容 ,它们都采用标准的 18 脚封装。 其主要电气特点如下 : ●转换时间 :0. 6μ s。 ●具有 12 位线性输出 (1/ 2LSB)。 ●准确度 :1LSB。 ●功耗低 ,5V情况下通常为 450mW。 ●可进行四象限乘法转换。 ●与 TTL、 CMOS 电平兼容。 2 引脚功能和内部结构 图 33 MAX7541 的引脚排列 图 34 MAX7541 的内部结构 图 33 所示是 MAX7541 的引脚排列图 , 各引脚功能如下 : VREF : DAC 转换器的电压参考输入端 , 其电压值在177。 25V之间。 RFB : 反馈电阻接入端 , 在双极模式时与外置运算放大器输出相连。 OUT1 ,OUT2 :电流输出 , I1 + I2 为常数。 BIT1～ BIT12 :数字量输出 ,BIT1 为最高位。 VDD:电源输入 ,范围为 + 17V～ + 5V。 GND:数字地。 图 34 所示是 MAX7541 高速 D/ A 转换芯片的内部结构功能图。 3 MAX7541 的输入与输出 18RFB16VDD17VREF15BT1214BT1113BT1012BT911BT810BT79BT68BT57BT46BT35BT24BT13GND2OUT21OUT1MAX7541*Component_1 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 10 MAX7541 有两种输出方式 ,即单极性输出和双极 ，如图 35和图 36. 图 35 单极性输出电路 图 36 双极性输出电路 I/O 接口扩展芯片 概述 8255是 Intel 公司生产的可编程并行 I/O 接口芯片，有 3个 8位并行 I/O 口。 具有3个通道 3种工作方式的可编程并行接口芯片（ 40引脚）。 其各口功能可由 软件 选择，使用灵活，通用性强。 8255可作为 单片机 与多种外设连接时的中间接口电路。 8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的 3个 总线接口 ，即数据线、 地址线 、控制线接口。 同时必须具有与外设连接的接口 A、 B、 C口。 由于 8255可编程 ,所以必须具有逻辑控制部分，因而 8255内部结构分为 3个部分：与 CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。 8255结构 图 37 8255管脚图 1与 CPU 连接部分 根据定义， 8255能并行传送 8位数据，所以其数据线为 8根 D0～ D7。 由于 8255具有 3个通道 A、 B、 C，所以只要两根 地址线 就能寻址 A、 B、 C 口及 控制寄存器 ，故 地VCC26D034D628D529D430D331D232D133CS6RESET35A18A09WR36RD5D727GND7PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PA04PC611PC7108255A*Component_1 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 11 址线 为两根 A0～ A1。 此外 CPU 要对 8255进行读、写与 片选 操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。 各信号的 引脚 编号如下： （ 1） 数据总线 DB：编号为 D0～ D7，用于 8255与 CPU 传送 8位数据。 （ 2） 地址总线 AB：编号为 A0～ A1，用于选择 A、 B、 C 口与 控制寄存器。 （ 3） 控制总线 CB： 片选信号 、 复位信号 RST、写信号、读信号。 当 CPU 要对 8255进行读、写操作时，必须先向 8255发 片选 信号选中 8255芯片，然后 发读信号或写信号对 8255进行读或写数据的操作。 2与 外设接口 部分 根据定义， 8255有 3个通道 A、 B、 C与 外设 连接，每个通道又有 8根线与外设连接，所以 8255可以用 24根线与外设连接，若进行开关量控制，则 8255可同时控制 24路开关。 各通道的 引脚 编号如下： （ 1） A口：编号为 PA0～ PA7，用于 8255向外设输入输出 8位并行数据。 （ 2） B口：编号为 PB0～ PB7，用于 8255向外设输入输出 8位并行数据。 （ 3） C口：编号为 PC0～ PC7，用于 8255向 外设 输入输出 8位并行数据，当 8255工作于应答 I/O 方式时， C口用于应答信号的通信。 3控制器部分 8255将 3个通道分为两组，即 PA0～ PA7与 PC4～ PC7组成 A组， PB0～ PB7与 PC0～PC3组成 B 组。 如图 ，相应的控制器也分为 A 组控制器与 B组控制器，各组控制器的作用如下： （ 1） A组控制器：控制 A口与上 C 口的输入与输出。 （ 2） B组控制器：控制 B口与下 C 口的输入与输出。 特性 (1)一个并行输入、输出的 LSI 芯片，多功能的 I/O 器件，可作为 CPU 总线与外围的接口。 (2)具有 24个可编程设置的 I/O 口，即 3组 8位的 I/O 口为 PA 口， PB 口和 PC 口。 它们又可分为两组 12位的 I/O 口， A 组包括 A口及 C 口 (高 4位 ,PC4~PC7)， B 组包括 B口及 C口 (低 4位 ,PC0~PC3)。 A组可设置为基本的 I/O 口，闪控 (STROBE)的 I/O 闪控式 ,双向 I/O3种模式； B组只能设置为基本 I/O 或闪控式 I/O 两种模式 ,而这些操作模式完全由 控制寄存器 的控制字决定。 引脚功能 RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成输入方 式。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 12 CS:芯片选择信号线，当这个输入 引脚 为低电平时 ,即 /CS=0时 ,表示芯片被选中，允许 8255与 CPU 进行通讯。 /CS=1时 ,8255无法与 CPU 做数据传输 . RD:读信号线，当这个输入 引脚 为低跳变沿时 ,即 /RD 产生一个低脉冲且 /CS=0时 ,允许 8255通过 数据总线 向 CPU 发送数据或状态信息，即 CPU 从 8255读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入 引脚 为低跳变沿时 ,即 /WR 产生一个低脉冲且 /CS=0时 ,允许 CPU 将数据或控制字写入 8255。 D0～ D7:三态双向 数据总线 ， 8255与 CPU 数据传送 的通道，当 CPU 执行输入输出指令时，通过它实现 8位数据的读 /写操作，控制字和状态信息也通过 数据总线 传送。 8255具有 3个相互独立的输入 /输出通道端口，用 +5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作。 方式 0———— 基本输入输出方式；方式 1———— 选通输入 /出方式；方式 2———— 双向 选通输入 /输出方式； PA0～ PA7:端口 A 输入输出线，一个 8位的 数据输出 锁存器 /缓冲器， 一个 8位的数据输入 锁存器。 工作于三种方式中的任何一种； PB0～ PB7:端口 B 输入输出线，一个 8位的 I/O 锁存器 ， 一个 8位的输入输出缓冲器。 不能工作于方式二； PC0～ PC7:端口 C 输入输出线，一个 8位的 数据输出 锁存器 /缓冲器 ， 一个 8位的数据输入缓冲器。 端口 C 可以通过工作方式设定而分成 2个 4位的端口， 每个 4位的端口包含一个 4位的 锁存器 ，分别与端口 A 和端口 B配合使用，可作为 控制信号 输出或状态信号输入端口。 39。 不能工作于方式一或二。 A1,A0:地址选择线 ,用来选择 8255的 PA 口 ,PB 口 ,PC 口和 控制寄存器 . 当 A1=0,A0=0时 ,PA 口被选择。 当 A1=0,A0=1时 ,PB 口被选择。 当 A1=1,A0=0时 ,PC 口被选择。 当 A1==1时 ,控制寄存器 被选择 . 在 8255A 芯片初始化时， C端口置 1/置 0控制字可以单独设置 C 端口的某一位为 0或某一位为 1。 控制字的 D7位为“ 0”时，是 C端口置 1/置 0控制字中的标识位，这个控制字只对 C 口起作用，任何一位都可以通 过按位置位 /复位控制字来设置。 工作方式 3种工作方式可用软件编程对控制口设置来指定。 三种基本的工作方式为： 方式0－基本的输入输出，方式 1－选通输入输出方式， 方式 2－双向传送方式。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 13 1) 工作方式 0(基本输入输出方式 ) 功能：方式 0不使用联络信号，也不使用中断， A口和 B 口可定义为输入或输出口， C 口分成两个部分（高四位和低四位）， C口的两个部分也可分别定义为输入或输出。 在方式 0，所有口输出均有锁存，输入只有缓冲，无锁存， C口还具有按位将其各位清 0或置 1的功能。 常用于与外设无条件的数据传送或 接收外设的数据。 2） 工作方式 1(选通输入输出方式 ) A 口借用 C口的一些信号线用作控制和状态信号，组成 A组， B 口借用 C口的一些信号线用作控制和状态信号，组成 B组。 在方式 1下， C口的某些位被占用。 方式 1的输出：当 A 口工作于方式 1且用作输出口时， C 口的 PC7线用作输出缓冲器满 OBF 信号， PC6用作外设收到数据后的响应信号 ACK， PC3用作中断请求输出信号线 INTR。 当 B口工作于方式 l且用作输出口时， C口的 PC1线用作输出缓冲器满 OBF信号， PC2用作外设收到数据后的响应信号 ACK， PC0用作中断请求输出信号 线 INTR。 3) 工作方式 2 (双向输入输出方式 ) 功能：方式 2是 A 组独有的工作方式。 外设既能在 A 口的 8条引线上发送数据，又能接收数据。 此方式也是借用 C 口的 5条信号线作控制和状态线， A 口的输入和输出均带有锁存。 信号产生芯片 MAX038 概述 MAX038是 MAXIM 公司生产的一通用波形发生芯片，它比起以前比较常用的函数发生器件如 8038系列，从频率范围，频率精确度，对芯片及波形的控制性能，用户使用的方便性等方面都有了很大的提高，因此可广泛应用于波形的产生，压控振荡器，脉宽调制器， 频率合成器，及 FSK 发生器等。 MAX038的性能特点 (1)能精密地产生三角波、方波、正弦波信号。 (2)频率范围从 0． 1H～ 20MHz，最高可达 40MHz，各种波形的输出幅度均为 2V(PP) 节，互不影响，占空比最大调节范围 10％～ 90％。 (3)占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，互不影响，占空比最大调节范围 10％～ 90％。 (4)波形失真小，正弦波失真度小于 0． 75％，占空比调节时非线性度低于 2％。 (5)采用177。 5V 双电源供电，允许有 5％变化范围，电源电流为 80mA，典型 功耗400mW，工作温度范围为 0～ 70V。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 14 (6)内设 2． 5V 电压基准，利用控制端 FADJ、 DADJ 实现频率微调和占空比调节。 3具有四种输出波形的简易信号发生器设计实例该简易信号发生器可以输出三角波、方波、正弦波和阶跃波 4种波形； 3个固定频率选择；以及 10个电压选择。 此外，为了使仪器更好满足大多数实验与电路检测的要求，该信号发生器还可以输出电荷量。 该信号发生器电路主要由信号产生电路、电压电荷输出电路和电源模块 3部分组成。 MAX038的管脚功能引脚号名称功能 引脚排列如图所示。