在电子工程设计与测试中，常常需要一些复杂的、具有特殊要求的信号，要求其波形可任意产生，频率方便可调。
结合实际需要，我们设计了一种任意波形发生器。电路设计中充分利用MATLAB的仿真功能，将希望得到的波形信号在MATLAB中完成信号的产生、抽样和模数转换，并将得到的数字波形数据存放在数据存储器中，通过单片机和CPLD控制，将波形数据读出，送入后向通道进行A/D转换和放大处理后得到所需的模拟信号波形。利用上述方法设计的任意波形发生器，信号产生灵活方便、功能扩展灵活、信号参数可调，实现了硬件电路的软件化设计。
系统框图
任意波形发生器的设计思想，是利用MATLAB的强大仿真功能，方便、快捷的生成给定频率、周期、脉宽的任意波形数据；并将数据预存在数据存储器中。在单片机控制下，利用CPLD电路产生地址读出数据，送入D/A转换电路，得到所需的任意波形信号。系统结构框图如图1；图中分频电路和地址发生器由CPLD实现。
电路设计及实现 单片机控制电路
单片机采用AT89C52芯片，通过软件编程产生所要求的控制信号。主要的控制参数包括：信号周期、脉宽；分频电路的开始信号、地址发生器的复位信号；E2PROM的选通信号；D/A转换电路的选通信号。在具体电路中，端口P1.0控制分频电路的启动、P1.1控制地址发生器的清零，P2.0控制28C256和AD7545的选通信号。单片机工作在定时器0方式，软件设计利用C语言实现。流程图如图2所示。
波形数据生成
MATLAB作为一款优秀的数学工具软件，具有强大的运算功能；可以方便的产生各种信号波形，在软件中实现波形信号的产生、抽样和模数转换。设计的任意波形发生器，数据存储器选用28C256芯片，信号波形通过MATLAB仿真产生；得到的波形数据存放在数据存储器28C256中。具体设计中，我们要求产生周期为200ms，脉宽为5ms的单/调频混合信号，其中单频信号的脉宽为4ms，频率为30KHz；调频信号的脉宽为1ms，频率为30KHz_35KHz。在MATLAB中设定抽样率为500KHz,得到了2500个波形数据。这些混合波形数据在烧录入数据存储器的过程中，由于波形数据较多，直接用手工录入数据存储器中不仅费时且容易出错。为克服这一弊端，通过MATLAB编程的方法将产生的波形数据按照HEX文件的INTEL格式存放,然后将这些波形数据整批次烧录入数据存储器中。采用上述方法，波形数据生成简单，快捷；可根据需要在软件程序中方便地修改信号参数；无需改动硬件电路即可实现信号参数的功能扩展。
CPLD逻辑设计
分频电路采用两片74HC163实现。通过分频电路，将12MHz的晶振标准频率分频后，得到500KHz的抽样频率，作为地址发生器的时钟。分频电路的工作由单片机控制。
地址发生器电路由3片74HC163组成，时钟频率为500KHz，有分频电路提供；和预存的波形数据抽样频率相一致，以实现数据的无失真读出。
电路设计中，采用ALTRA公司的EPM7128AETC100－10芯片，在MAX+PLUSⅡ开发环境中完成分频；PLD的电路设计，可以省去大部分的中小规模集成电路和分离元件；使得电路具有集成度高、工作速度快、编程方便、价格低廉的显著优点。通过CPLD和数据预生成的信号实现方法，无需改变硬件电路，即可实现信号参数的任意调整；同时外围电路十分简单，为工程调试和应用带来了方便。
D/A转换电路
D/A转换电路的实现如图3所示。 电路中，AD7545将波形数据转换为模拟信号；LF353进行信号滤波和整形。
结语
采用上述方法设计的任意波形发生器，通过软件和硬件结合，充分发挥MATLAB强大的仿真功能，尽可能的减少了硬件开销。根据实际需要，可产生正弦波、三角波、锯齿波、方波等多种波形，可以产生线性调频信号（LFM），单频脉冲信号（CW），余弦包络信号以及他们之间的组合信号等多种波形参数；满足了工程需要。该任意波形发生器已应用于在研项目“水中运动目标轨迹测量”中，效果良好。
上一篇：如何收敛高速ADC时序
下一篇：构成高效大功率-5V电源的降压型开关转换器IC
推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 20:35
利用USB2.0单片机实现全数字图像的实时采集
摘要：主要论述利用USB2.0单片机接口技术实现高分辨率（640%26;#215;480点阵以上）、快速（24帧/s以上）全数字图像的实时采集、传输的原理、方法和系统实现，以及相应的固件程序设计。
关键词：USB2.0 接口技术 数字图像 单片机
引言
传统的方法是用视频采集卡（如1394）对视频信号进行采集，利用相应的软件传给PC机，既不方便，也不经济。本文介绍一种利用Cypress公司2002年发布的世界上第一块带 有USB2.0接口的芯片CY7C68013与PC机（主板为支持USB2.0的华硕主板PB533）实现了高分辨率（640%26;#215;480点阵以上）、快速（24帧/s以上）、全数字图像的实时采集系统。
[单片机]
单片机C语言程序设计：单只数码管循环显示 0~9
/* 名称：单只数码管循环显示 0~9
说明：主程序中的循环语句反复将 0~9 的段码送至 P0 口，使数字 0~9 循环显示
*/
#include reg51.h
#include intrins.h
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code DSY_CODE ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};
//延时
void DelayMS(uint x)
{
uchar t;
while(x--)
[单片机]
单片机中使用DS18B20温度传感器C语言程序（参考3）
#include reg51.h
sbit DQ =P3^7; //定义通信端口
//延时函数
void delay(unsigned int i)
{
while(i--);
}
//初始化函数
Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ复位
delay(8); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
delay(80); //精确延时 大于 480us
DQ = 1; //拉高总线
delay(14);
x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败
de
[单片机]
单片机应用系统软件设计的主要步骤和方法
软件设计随单片机应用系统的不同而不同，一般可分为以下几个方面（图1画出了单片机软件设计的流程图）。 （1）总体规划 （2）程序设计技术 ① 模块程序设计 ② 自顶向下的程序设计 （3）程序设计 ① 建立数学模型 ② 绘制程序流程图 ③ 程序的编制 （4）软件装配 图1 软件设计的流程图
[单片机]
STM32-F2 MCU在工厂自动化中的应用
引言
工业环境正在对嵌入式控制系统开发人员构成日益严峻的挑战，究其主要原因，当前系统和通信协议栈变得越来越复杂，系统实时性和安全要求越来越严格，同时，这种趋势直接影响到半导体元器件的特性和技术规格。PROFINET是工业以太网版PROFIBUS总线，而这项技术被业界公认为极其耗费资源。意法半导体与Port合作为STM32 F-2系列研发了一款只需128KB SRAM存储容量的PROFINET软件，让意法半导体的微控制器步入一个新的应用领域。STM32 F-2与Port PROFINET组合不仅适用于工业自动化应用，例如，工业编码器（定位）、工业驱动附件，而且还适用于内置以太网控制功能的安全系统。PROFINET的 STM32
[单片机]
单片机/ARM死机或跑飞的诊断疗法
有时，在写ARM时会遇到经常死机的情况，莫名其妙，在这里我总结了一些单片机/ARM死机或者跑飞的一些常见的查找方法和我对此的一些拙见希望对大家有帮助。 “死机”和“跑飞” 随着单片机在能源领域中的广泛应用，单片机的抗干扰问题越来越突出，煤矿井下环境一般比较恶劣，这便会为单片机控制系统带来各种干扰，以致系统不能正常工作。单片机应用系统的抗干扰性能主要取决于硬件的抗干扰设计，但软件抗干扰设计作为硬件抗干扰的完善和补充，作用也非常重要，因为大量的干扰通常并不能影响系统内硬件的运作，却常会使系统的软件无法正常运行，单片机应用的一个突出问题，便是单片机运行过程中经常出现的程序跑飞现象。 在单片机系统中，因为干扰的原因，在非预期的情况
[单片机]
iPhone带热WPC无线充电，盛群无线充电MCU出货可冲击2000万颗
2018年MWC大展开展，对于MCU(微控制器)业者来说，无线充电可说是最被期待的火热应用。MCU大厂盛群总经理高国栋表示，无线充电MCU出货量已经较先前预估调升，原本预计今年出货约1,000万颗，现今询问度太高，在手订单估计出货上看2,000万颗水准。 事实上，盛群无线充电技术聚焦于发射端技术，整体解决方案包括一颗MCU搭配两颗PM-IC，透过转投资解决方案子公司欣宏出货，目前许多大陆相关业者询问度火热，市场预期华为等龙头品牌都不会在无线充电领域缺席，目前继韩系品牌后，苹果iPhone 新机支持WPC之Qi认证，正式替无线充电技术的普及注入强心针。 盛群2017年仅出货90万颗无线充电MCU，原本今年预计出货可达1,00
[半导体设计/制造]
AT89S51单片机对4×4矩阵键盘的控制设计
1．实验任务 如图4.14.2所示，用AT89S51的并行口P1接4×4矩阵键盘，以P1.0－P1.3作输入线，以P1.4－P1.7作输出线；在数码管上显示每个按键的“0－F”序号。对应的按键的序号排列如图4.14.1所示 4.14.1 2．硬件电路原理图 图4.14.2 3．系统板上硬件连线 （1）．把“单片机系统“区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4 R1－R4端口上； （2）．把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P
[单片机]
西电-印刷电路板(PCB)设计指南_1-99
控制系统计算机辅助设计 — MATLAB语言与应用
小广播
热门活动
换一批
更多
最新模拟电子文章
- 高信噪比MEMS麦克风驱动人工智能交互作者：Gunar Lorenz博士 英飞凌科技技术市场高级总监校对：丁越 英飞凌科技消费、计算与通讯业务大中华区 首席工程师导言在英飞凌，我 ...
- 在发送信号链设计中使用差分转单端射频放大器的优势传统的射频 (RF) 发送信号链通常使用数模转换器 (DAC) 来生成基带信号。然后，使用射频混频器和本地振荡器将此信号上变频为所需的射频 ...
- 安森美CEO亮相慕尼黑Electronica展，推出Treo平台在Electronica期间，安森美首席执行官Hassane El-Khoury在展会现场接受了Power Electronics News的采访，详细介绍了安森美此次带来的新 ...
- 安森美推出业界领先的模拟和混合信号平台Treo 平台采用模块化架构，可加快智能电源管理、传感器接口和通信解决方案的开发速度Treo 平台基于 65 纳米节点的 BCD 工艺技术，支 ...
- 贸泽开售用于快速开发精密数据采集系统的 Analog Devices ADAQ7767-1 μModule DAQ解决方案贸泽开售用于快速开发精密数据采集系统的Analog Devices ADAQ7767-1 μModule DAQ解决方案2024年11月6日 – 提供超丰富半导体和电子 ...
- 国产高精度、高速率ADC芯片，正在崛起
- 集Hi-Fi、智能和USB多通道等特征于一体的微控制器——迎接数字音频新时代
- 采用电容型PGA，纳芯微推出高精密多通道24/16位Δ-Σ型ADC
- 全差分放大器为精密数据采集信号链提供高压低噪声信号
更多精选电路图
更多热门文章
更多每日新闻
- CGD和Qorvo将共同革新电机控制解决方案
- 是德科技 FieldFox 手持式分析仪配合 VDI 扩频模块，实现毫米波分析功能
- 贸泽开售可精确测量CO2水平的 英飞凌PASCO2V15 XENSIV PAS CO2 5V传感器
- 玩法进阶，浩亭让您的PCB板端连接达到新高度！
- 长城汽车研发新篇章：固态电池技术引领未来
- 纳芯微提供全场景GaN驱动IC解决方案
- 解读华为固态电池新专利，2030 叫板宁德时代？
- 让纯电/插混车抓狂?中企推全球首款-40℃可放电增混电池,不怕冷
- 智驾域控知多少：中低端车型加速上车，行泊一体方案占主体
- Foresight推出六款先进立体传感器套件 彻底改变工业和汽车3D感知
更多往期活动
11月15日历史上的今天
厂商技术中心
京公网安备 11010802033920号