專利名稱:一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，包括顯示屏、按鍵、單片機(jī)、CPLD波表控制模塊、存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和輸出電路；所述顯示屏的輸入端連接單片機(jī)的輸出端；所述按鍵的輸出端連接單片機(jī)的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接CPLD波表控制模塊的輸入端；所述CPLD波表控制模塊的輸出端連接存儲(chǔ)器的輸入端；所述存儲(chǔ)器的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接輸出電路的輸入端；CPLD波表控制模塊采用型號(hào)為EPM3128的CPLD器件。本實(shí)用新型利用單片機(jī)STC89C58和CPLD相結(jié)合，本波形信號(hào)發(fā)生器的波形、幅度、頻率等參數(shù)設(shè)置方便，具有成本低，體積小，硬件電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種基于CP Id的任意波信號(hào)發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種

【背景技術(shù)】
[0002]信號(hào)發(fā)生器是一種常用的信號(hào)源，廣泛用于科學(xué)研宄、生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)實(shí)踐等領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上多數(shù)較為廉價(jià)的信號(hào)發(fā)生器只能產(chǎn)生固定的幾種波形，而一些基于Matlab和FPGA技術(shù)的任意波信號(hào)發(fā)生器卻又價(jià)格非常昂貴。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，包括顯示屏、按鍵、單片機(jī)、CPLD波表控制模塊、存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和輸出電路；所述顯示屏的輸入端連接單片機(jī)的輸出端；所述按鍵的輸出端連接單片機(jī)的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接CPLD波表控制模塊的輸入端；所述CPLD波表控制模塊的輸出端連接存儲(chǔ)器的輸入端；所述存儲(chǔ)器的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接輸出電路的輸入端；CPLD波表控制模塊采用型號(hào)為EPM3128的CPLD器件。
[0005]所述單片機(jī)型號(hào)為STC89C58 ;所述顯示屏的型號(hào)為L(zhǎng)M2068 ;所述單片機(jī)與顯示屏之間通過(guò)并行總線連接。
[0006]所述存儲(chǔ)器采用只讀存儲(chǔ)器，型號(hào)為AT28C16。
[0007]所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由D/A轉(zhuǎn)換芯片和線性運(yùn)算放大器組成；D/A轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為DAC0832 ;所述線性運(yùn)算放大器的型號(hào)為NE5534。
[0008]采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下的有益效果:(1)本實(shí)用新型利用單片機(jī)STC89C58和CPLD相結(jié)合，使用CPLD器件可以提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，并且可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和I/O 口線，提高系統(tǒng)的可靠性和信價(jià)比，本波形信號(hào)發(fā)生器的波形、幅度、頻率等參數(shù)設(shè)置方便，具有成本低，體積小，硬件電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
[0009](2)本實(shí)用新型的單片機(jī)采用STC89C58，是51內(nèi)核的單片機(jī)，它內(nèi)部包含32K的FLASH ROM、l.2KRAM，具有超低功耗(正常工作模式下典型功耗為4?7mA，空閑模式下小于2mA)。STC89C58每個(gè)I/O 口對(duì)VCC和GND均進(jìn)行了二極管保護(hù)，因此輸入電壓范圍寬，抗電源抖動(dòng)能力強(qiáng)。
[0010](3)本實(shí)用新型的顯示屏LM2068是320*240點(diǎn)陣圖形液晶屏，內(nèi)置RA8803控制器。LM2068不僅可以顯示單一的文本、圖形，而且可以實(shí)現(xiàn)雙圖層的合成顯示和四階灰度效果O

【附圖說(shuō)明】

[0011]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0012]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0013]圖2為單片機(jī)的連接圖。
[0014]圖3為CPLD波表控制模塊原理圖。
[0015]圖4為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路及輸出電路原理圖。
[0016]附圖中標(biāo)號(hào)為:
[0017]顯示屏1、按鍵2、單片機(jī)3、CPLD波表控制模塊4、存儲(chǔ)器5、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6、輸出電路7。

【具體實(shí)施方式】
[0018](實(shí)施例1)
[0019]見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，包括顯示屏1、按鍵2、單片機(jī)3、CPLD波表控制模塊4、存儲(chǔ)器5、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6和輸出電路7 ;顯示屏I的輸入端連接單片機(jī)3的輸出端；按鍵2的輸出端連接單片機(jī)3的輸入端；單片機(jī)3的輸出端連接CPLD波表控制模塊4的輸入端；CPLD波表控制模塊4的輸出端連接存儲(chǔ)器5的輸入端；存儲(chǔ)器5的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6 ;數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6的輸出端連接輸出電路7的輸入端；CPLD波表控制模塊4采用型號(hào)為EPM3128的CPLD器件。
[0020]見(jiàn)圖2至圖4，單片機(jī)3型號(hào)為STC89C58 ;顯示屏I的型號(hào)為L(zhǎng)M2068 ;單片機(jī)3與顯示屏I之間通過(guò)并行總線連接。存儲(chǔ)器5采用只讀存儲(chǔ)器，型號(hào)為AT28C16。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6由D/A轉(zhuǎn)換芯片和線性運(yùn)算放大器組成；D/A轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為DAC0832 ;線性運(yùn)算放大器的型號(hào)為NE5534。
[0021]見(jiàn)圖2，STC89C58單片機(jī)主要完成顯示和按鍵檢測(cè)等功能，為系統(tǒng)提供友好的人機(jī)界面，并通過(guò)I/O方式控制CPLD確定信號(hào)的波形和頻率。CPLD波表控制模塊4輸出相位地址，存儲(chǔ)器AT28C16在數(shù)據(jù)總線端輸出對(duì)應(yīng)的幅度序列，實(shí)現(xiàn)相幅轉(zhuǎn)換。幅度序列由數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。輸出模塊采用集成運(yùn)放NE5534，完成調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的幅度和提高帶負(fù)載能力的功能。見(jiàn)圖2，單片機(jī)STC89C58具有超強(qiáng)的抗干擾能力，而且價(jià)格低廉。STC89C58是一種新型的51內(nèi)核的單片機(jī)，它內(nèi)部包含32K的FLASH ROM、1.2KRAM，具有超低功耗(正常工作模式下典型功耗為4?7mA，空閑模式下小于2mA)。STC89C58每個(gè)I/O 口對(duì)VCC和GND均進(jìn)行了二極管保護(hù)，因此輸入電壓范圍寬，抗電源抖動(dòng)能力強(qiáng)。芯片內(nèi)置高抗靜電(ESD保護(hù))電路，可耐2000V的快速脈沖干擾。單片機(jī)3主要完成液晶驅(qū)動(dòng)顯示，按鍵掃描，波形控制，頻率設(shè)置功能。圖2中LM2068是320*240點(diǎn)陣圖形液晶屏，內(nèi)置RA8803控制器。LM2068不僅可以顯示單一的文本、圖形，而且可以實(shí)現(xiàn)雙圖層的合成顯示和四階灰度效果。STC89C58單片機(jī)和LM2068之間通過(guò)并行總線連接，其中DB0-DB7是8位的數(shù)據(jù)總線，/RD、/WR為讀寫控制線，/CS為片選控制線，RS為屏選控制線，/RST為復(fù)位控制線。EPM3128是一款低成本、高性能、采用CMOS工藝的CPLD器件，其正常工作電壓是3.3V，128個(gè)可用的邏輯門，采用在系統(tǒng)可編程ISP下載，其工作頻率可達(dá)到200MHZ。STC89C58單片機(jī)利用14位的I/O 口線和EPM3128通信，其中ST⑶1-ST⑶Ill為輸出頻率控制線，STCSEL1、STCSELII為輸出波形控制線。見(jiàn)圖2和圖3，CPLD波表控制模塊是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵模塊。使用CPLD器件可以提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，并且可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和I/o 口線，提高系統(tǒng)的可靠性和信價(jià)比。圖3為CPLD波表控制模塊原理圖。為了提高輸出波形信號(hào)的精度，數(shù)字波表采用128等分的分辨率，波表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器AT28C16中。AT28C16是一款高性能只讀存儲(chǔ)芯片，當(dāng)設(shè)備掉電后存儲(chǔ)在其中的波表并不會(huì)丟失。AT28C16具有16K的存儲(chǔ)空間，輸出數(shù)據(jù)總線是8位的。圖3中ATD0UT0-ATD0UT5為EPM3128輸出給AT28C16的低6位地址線，以輸出模擬信號(hào)頻率的128倍頻輸出，用來(lái)選擇波表數(shù)組的元素。ATSOUTO、ATSOUTI為EPM3128輸出給AT28C16的高2位地址線，用來(lái)選擇不同的輸出波表。見(jiàn)圖4，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由DAC0832和NE5534兩個(gè)芯片現(xiàn)實(shí)，DAC0832是八位的D/A轉(zhuǎn)換芯片，內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式。D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出，通過(guò)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器NE5534實(shí)現(xiàn)電流和電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。圖4中D0-D7為AT28C16輸出給DAC0832的八位波表數(shù)據(jù)。1ut為電流輸出，當(dāng)D0-D7為全I(xiàn)時(shí)輸出電流最大。Vrf為輸入基準(zhǔn)電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)R3的阻值來(lái)確定Vrf的值，從而最終調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。與NE5534并聯(lián)的電阻為運(yùn)算放大器NE5534的反饋電阻。
[0022]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，其特征在于:包括顯示屏(1)、按鍵(2)、單片機(jī)(3)、CPLD波表控制模塊(4)、存儲(chǔ)器(5)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)和輸出電路(7);所述顯示屏⑴的輸入端連接單片機(jī)⑶的輸出端；所述按鍵⑵的輸出端連接單片機(jī)⑶的輸入端；所述單片機(jī)(3)的輸出端連接CPLD波表控制模塊(4)的輸入端；所述CPLD波表控制模塊(4)的輸出端連接存儲(chǔ)器(5)的輸入端；所述存儲(chǔ)器(5)的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6);所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)的輸出端連接輸出電路(7)的輸入端；CPLD波表控制模塊(4)采用型號(hào)為EPM3128的CPLD器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，其特征在于:所述單片機(jī)(3)型號(hào)為STC89C58 ;所述顯示屏(I)的型號(hào)為L(zhǎng)M2068 ;所述單片機(jī)(3)與顯示屏(I)之間通過(guò)并行總線連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，其特征在于:所述存儲(chǔ)器(5)采用只讀存儲(chǔ)器，型號(hào)為AT28C16。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于cpld的任意波信號(hào)發(fā)生器，其特征在于:所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)由D/A轉(zhuǎn)換芯片和線性運(yùn)算放大器組成；D/A轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為DAC0832 ;所述線性運(yùn)算放大器的型號(hào)為NE5534。
【文檔編號(hào)】G05B19-042GK204270071SQ201420762004
【發(fā)明者】蔣繼平, 孫飛 [申請(qǐng)人]常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院