一種基于cpld的任意波信號發生器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種
【背景技術】
[0002]信號發生器是一種常用的信號源，廣泛用于科學研宄、生產實踐和教學實踐等領域。目前市場上多數較為廉價的信號發生器只能產生固定的幾種波形，而一些基于Matlab和FPGA技術的任意波信號發生器卻又價格非常昂貴。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是
[0004]實現本實用新型目的的技術方案是一種基于cpld的任意波信號發生器，包括顯示屏、按鍵、單片機、CPLD波表控制模塊、存儲器、數模轉換電路和輸出電路；所述顯示屏的輸入端連接單片機的輸出端；所述按鍵的輸出端連接單片機的輸入端；所述單片機的輸出端連接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器的輸入端；所述存儲器的輸出端連接數模轉換電路；所述數模轉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為EPM3128的CPLD器件。
[0005]所述單片機型號為STC89C58 ;所述顯示屏的型號為LM2068 ;所述單片機與顯示屏之間通過并行總線連接。
[0006]所述存儲器采用只讀存儲器，型號為AT28C16。
[0007]所述數模轉換電路由D/A轉換芯片和線性運算放大器組成；D/A轉換芯片的型號為DAC0832 ;所述線性運算放大器的型號為NE5534。
[0008]采用了上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果:(1)本實用新型利用單片機STC89C58和CPLD相結合，使用CPLD器件可以提高系統設計的靈活性，并且可以簡化電路設計，節省很多常規電路中的接口器件和I/O 口線，提高系統的可靠性和信價比，本波形信號發生器的波形、幅度、頻率等參數設置方便，具有成本低，體積小，硬件電路簡單等特點。
[0009](2)本實用新型的單片機采用STC89C58，是51內核的單片機，它內部包含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I/O 口對VCC和GND均進行了二極管保護，因此輸入電壓范圍寬，抗電源抖動能力強。
[0010](3)本實用新型的顯示屏LM2068是320*240點陣圖形液晶屏，內置RA8803控制器。LM2068不僅可以顯示單一的文本、圖形，而且可以實現雙圖層的合成顯示和四階灰度效果O
【附圖說明】
[0011]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0012]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0013]圖2為單片機的連接圖。
[0014]圖3為CPLD波表控制模塊原理圖。
[0015]圖4為數模轉換電路及輸出電路原理圖。
[0016]附圖中標號為:
[0017]顯示屏1、按鍵2、單片機3、CPLD波表控制模塊4、存儲器5、數模轉換電路6、輸出電路7。
【具體實施方式】
[0018](實施例1)
[0019]見圖1，本實施例的一種基于cpld的任意波信號發生器，包括顯示屏1、按鍵2、單片機3、CPLD波表控制模塊4、存儲器5、數模轉換電路6和輸出電路7 ;顯示屏I的輸入端連接單片機3的輸出端；按鍵2的輸出端連接單片機3的輸入端；單片機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的輸出端連接存儲器5的輸入端；存儲器5的輸出端連接數模轉換電路6 ;數模轉換電路6的輸出端連接輸出電路7的輸入端；CPLD波表控制模塊4采用型號為EPM3128的CPLD器件。
[0020]見圖2至圖4，單片機3型號為STC89C58 ;顯示屏I的型號為LM2068 ;單片機3與顯示屏I之間通過并行總線連接。存儲器5采用只讀存儲器，型號為AT28C16。數模轉換電路6由D/A轉換芯片和線性運算放大器組成；D/A轉換芯片的型號為DAC0832 ;線性運算放大器的型號為NE5534。
[0021]見圖2，STC89C58單片機主要完成顯示和按鍵檢測等功能，為系統提供友好的人機界面，并通過I/O方式控制CPLD確定信號的波形和頻率。CPLD波表控制模塊4輸出相位地址，存儲器AT28C16在數據總線端輸出對應的幅度序列，實現相幅轉換。幅度序列由數模轉換DAC0832轉換成模擬信號。輸出模塊采用集成運放NE5534，完成調節輸出信號的幅度和提高帶負載能力的功能。見圖2，單片機STC89C58具有超強的抗干擾能力，而且價格低廉。STC89C58是一種新型的51內核的單片機，它內部包含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I/O 口對VCC和GND均進行了二極管保護，因此輸入電壓范圍寬，抗電源抖動能力強。芯片內置高抗靜電(ESD保護)電路，可耐2000V的快速脈沖干擾。單片機3主要完成液晶驅動顯示，按鍵掃描，波形控制，頻率設置功能。圖2中LM2068是320*240點陣圖形液晶屏，內置RA8803控制器。LM2068不僅可以顯示單一的文本、圖形，而且可以實現雙圖層的合成顯示和四階灰度效果。STC89C58單片機和LM2068之間通過并行總線連接，其中DB0-DB7是8位的數據總線，/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個可用的邏輯門，采用在系統可編程ISP下載，其工作頻率可達到200MHZ。STC89C58單片機利用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。見圖2和圖3，CPLD波表控制模塊是本設計的關鍵模塊。使用CPLD器件可以提高系統設計的靈活性，并且可以簡化電路設計，節省很多常規電路中的接口器件和I/o 口線，提高系統的可靠性和信價比。圖3為CPLD波表控制模塊原理圖。為了提高輸出波形信號的精度，數字波表采用128等分的分辨率，波表存儲在存儲器AT28C16中。AT28C16是一款高性能只讀存儲芯片，當設備掉電后存儲在其中的波表并不會丟失。AT28C16具有16K的存儲空間，輸出數據總線是8位的。圖3中ATD0UT0-ATD0UT5為EPM3128輸出給AT28C16的低6位地址線，以輸出模擬信號頻率的128倍頻輸出，用來選擇波表數組的元素。ATSOUTO、ATSOUTI為EPM3128輸出給AT28C16的高2位地址線，用來選擇不同的輸出波表。見圖4，數模轉換電路由DAC0832和NE5534兩個芯片現實，DAC0832是八位的D/A轉換芯片，內有兩級輸入寄存器，芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式。D/A轉換結果采用電流形式輸出，通過高輸入阻抗的線性運算放大器NE5534實現電流和電壓信號的轉換。圖4中D0-D7為AT28C16輸出給DAC0832的八位波表數據。1ut為電流輸出，當D0-D7為全I時輸出電流最大。Vrf為輸入基準電壓，通過調節R3的阻值來確定Vrf的值，從而最終調節輸出電壓的大小。與NE5534并聯的電阻為運算放大器NE5534的反饋電阻。
[0022]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于cpld的任意波信號發生器，其特征在于:包括顯示屏(1)、按鍵(2)、單片機(3)、CPLD波表控制模塊(4)、存儲器(5)、數模轉換電路(6)和輸出電路(7);所述顯示屏⑴的輸入端連接單片機⑶的輸出端；所述按鍵⑵的輸出端連接單片機⑶的輸入端；所述單片機(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)的輸出端連接存儲器(5)的輸入端；所述存儲器(5)的輸出端連接數模轉換電路(6);所述數模轉換電路(6)的輸出端連接輸出電路(7)的輸入端；CPLD波表控制模塊(4)采用型號為EPM3128的CPLD器件。
2.根據權利要求1所述的一種基于cpld的任意波信號發生器，其特征在于:所述單片機(3)型號為STC89C58 ;所述顯示屏(I)的型號為LM2068 ;所述單片機(3)與顯示屏(I)之間通過并行總線連接。
3.根據權利要求2所述的一種基于cpld的任意波信號發生器，其特征在于:所述存儲器(5)采用只讀存儲器，型號為AT28C16。
4.根據權利要求3所述的一種基于cpld的任意波信號發生器，其特征在于:所述數模轉換電路(6)由D/A轉換芯片和線性運算放大器組成；D/A轉換芯片的型號為DAC0832 ;所述線性運算放大器的型號為NE5534。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于cpld的任意波信號發生器，包括顯示屏、按鍵、單片機、CPLD波表控制模塊、存儲器、數模轉換電路和輸出電路；所述顯示屏的輸入端連接單片機的輸出端；所述按鍵的輸出端連接單片機的輸入端；所述單片機的輸出端連接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器的輸入端；所述存儲器的輸出端連接數模轉換電路；所述數模轉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為EPM3128的CPLD器件。本實用新型利用單片機STC89C58和CPLD相結合，本波形信號發生器的波形、幅度、頻率等參數設置方便，具有成本低，體積小，硬件電路簡單等特點。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號】CN204270071
【申請號】CN201420762004
【發明人】蔣繼平, 孫飛
【申請人】常州信息職業技術學院
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月5日