智能双路数字信号源

实验室常用的信号源一般都是用模拟电路来产生所用的信号。模拟电路有着一些不可避免的缺点，如使用不方便、功能不全、分辨率低、价格昂贵等。用单片机实现的数字信号源具有使用方便、功能强大、性价比高的特点。本项目采用单片机实现，继承了一般数字信号源的优点，特别提供了双路同频有相差的输出信号，以满足实验室与工厂的实际需要。

1　硬件电路描述

本系统采用总线结构，CPU为8031，外挂1个2718RAM，键盘为4×4矩阵键盘，通过244缓冲器与8031接上，138译码器负责给各个终端提供地址，其输出端与个芯片片选端相连。4个发光二极管分别表示电源、正弦波、余弦波、斜波，通过373锁存器挂在总线上。ICM7212AM为LED显示译码驱动芯片，有译码驱动与保持功能。可驱动4个共阳极7段数码管，且亮度可以调节。DAC0832为8位D/A转换器，有两级锁存功能，能实现各种缓冲方式，便于实行双路同时输出。滤波电路采用双极性二级放大滤波，可无级调剂输出波形幅值以及平均值。硬件示意图如图1所示。

2　软件流程图及功能演示

2.1　软件流程图

软件编程力图模块化设计，分主程序以及几个子程序。考虑到汇编语言执行效率较高，故全部程序均采用汇编语言编写。主程序主要负责接受键盘的输入控制并对其进行存储与显示。正弦波、方波、斜波子程序主要用于对各种波形的给定频率从小相位进行解算，得出定时器的初值。采用定时中断控制输出频率与相位差。中断子程序主要用来查表输出各电压点。输出各种波形各点的电压。各部分的流程图如图2所示(方波与斜波流程图与正弦波的相似)。

2.2　功能演示

功能演示情况如图3所示。

3　性能简介

本智能双路数字信号源可产生方波、斜波、正弦波3种信号。每种信号的频率范围为0.1～2 kHz，最小刻度0.1 Hz，频率由数码管显示，明了美观。可同时输出两路同频率有相差的信号，也可以输出一路信号。

两路输出的相位差可人为设定，移相范围0°～360°。所有设定均通过键盘完成，操作简单方便。

输出信号均可任意调节，平均值在-12～+12 V之间，峰峰值在0～10 V之间，所有调节均为无级调节。功能齐全，价格便宜，批量生产成本价在80元左右，适合实验室以及工厂使用，市场前景好。

参考文献

[1]　李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.

[2]　甘登岱，李广东，徐建平.单片机实用开发指南[M].北京：科学出版社，1994.