2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖——基于DDS技术的任意波形发生器

<正> 2001年全国大学生电子设计竞赛中的A题,要求设计一任意波形发生器,并满足题目中所提出的功能指标。根据题目要求,我们以单片机和FPGA为核心,辅以必要的模拟电路,设计了一个基于直接数字频率合成技术(DDS)的任意波形发生器。该系统主要由七个功能模块构成:波形表生成、频率控制、数模转换、幅度控制、液晶显示、滤波及功率输出模块。其中,波形表生成和频率控制是通过单片机改变双口RAM中的波形表和向FPGA发送频率控制字来实现;数模转换采用DAC08实现;幅度控制由DAC0832内部的电阻分压网络实现;显示采用液晶显示模块;后级采用二阶巴特沃兹低通滤波器和晶体管扩流电路以提高输出波形质量并增强其带载能力,从而得到所要求的任意波形输出。     

模拟示波器显示方式的改进

<正> 示波器是电子产品的科研开发及生产过程中必不可少的工具。传统的模拟示波器存在信号无法存储、多种数据的比较和处理较困难等一些致命的缺陷,虽然数字示波器应运而生,但是其价格昂贵。能不能把各种科研教学单位原来都拥有的模拟示波器进行改进,使其具有数字示波器的功能呢?为解决这一问题,我们利用单片机系统强大的数字存储处理功能,对模拟示波器进行了改进,用单片机对被测信号进行数据采样、存储和处理,然后再还原为模拟信号送到模拟示波器上进行显示。由于采用单片机,它可以灵活地控制数据的存储、处理和输出,因而可以实现信号存储、实时显示、幻灯显示、滚动显示等功能。 改进部分以单片机8031为核心,由输入信号处理、单片机部分和系统输出组成,原理图如图1。 输入信号经滤波处理由多路开关进行选择放大,由A/D转换成数据输入到单片机中。单片机部     

基于PC104的电动投弹器检测系统电路设计与实现

介绍了一个基于PC104的数据采集与检测电路的设计,它完成A/D数据采集、D/A数字/模拟转换、数字量输入/输出、信号显示卡以及LCD显示器的控制等功能。PC104总线信号检测电路对于改进装备故障检测方式具有重大意义。通过对信号波形显示原理以及显示方法的分析,确定了具体的实际方案,完成了功能电路的设计;采用专用接口芯片结合CPLD的方法实现了PC104总线的接口协议以及逻辑控制电路;检测系统电路在实际测试过程中能稳定工作,满足设计指标要求。     

基矛FPGA的简易逻辑分析仪设计

基于数字信号采集及数字示波器存储显示原理,并以AT89S52单片机和现场可编程门阵列（FPGA）组成的最小系统为核心．采用数字信号发生器模块、由模拟开关和A／D采样组成的信号并行采集电路、触发模块、数据储存模块和显示电路等构成简易逻辑分析仪。该分析仪的功能全面,价格低,能实时分析8路数字信号,具有很高的实用价值。     

基于FPGA的简易逻辑分析仪设计

基于数字信号采集及数字示波器存储显示原理,并以AT89S52单片机和现场可编程门阵列(FPGA)组成的最小系统为核心,采用数字信号发生器模块、由模拟开关和A/D采样组成的信号并行采集电路、触发模块、数据储存模块和显示电路等构成简易逻辑分析仪.该分析仪的功能全面,价格低,能实时分析8路数字信号,具有很高的实用价值.     

基于单片机单相交流过零检测及脉冲输出电路设计

目前,可控硅做为大功率电子器件在工程中得到广泛应用,其触发方式在许多交流设备中都采用过零触发方式,而其控制多通过对触发脉冲的脉宽调节来实现。本文介绍一种由单片机控制的过零检测及脉冲输出电路。本设计包括硬件和软件设计两部分。硬件部分包括电源电路、过零检测电路、控制电路、脉冲波输出电路等部分组成。处理器采用51单片机,设计完成了过零检测,并能输出脉宽度从1ms～10ms某一种满足控制要求的脉冲波。     

基于8031单片机的机车自动换档系统

提出了关于工程车的自动换档控制问题 ,给出了用单片机配合其它输入输出电路来完成控制过程中的信号变送、输入处理、程序判断、功率放大输出的具体电路和方法 ,介绍了系统中前端输入电路和单片机控制电路的基本构成和工作原理 ,同时给出了系统的软件流程图和初始化工作程序清单     

实用简易逻辑分析仪的设计与实现

介绍了基于示波器进行显示的简易逻辑分析仪的功能、系统组成和软硬件的设计方法,给出了详细的软件程序流程和硬件电路。该系统的控制部分采用单片机进行控制,输出电路采用由运算放大器构成的多踪显示电路设计,使电路结构简单,成本低。根据被测信号频率的高低,分别采用交替显示方式和断续显示方式,使高低频率的信号都能够稳定地显示,实用性强。     

CPLD在数字频率计设计中的应用

文章论述了基于单片机和CPLD的等精度数字频率计的设计方法,等精度的测量方法具有较高的测量精度和整个频率区域保持恒定测试精度的特点。该频率计利用单片机完成整个测量电路的数据处理、测试控制和显示输出,利用CPLD来实现频率、周期、脉宽和占空比的测量计数。本频率计包括硬件电路和软件编程两部分,硬件电路主要包括电源模块、输入信号整形模块、键控制模块、显示模块、单片机和CPLD模块。CPLD采用vHDL硬件描述语言,单片机采用C语言编程。     

基于DSP与CPLD的逻辑分析仪设计

逻辑分析仪主要功能是分析测量数字系统的逻辑波形和逻辑关系。该设计采用了一个DSP芯片对8路数字信号进行高速采样,一个CPLD芯片控制示波器接口电路,以及一个双口RAM协调DSP和CPLD之间数据传输。逻辑信号按照预先设计的触发条件在特定时间段内采集。在CPLD里设计了一个具有28个状态的状态机来实现数据通道显示、时间线显示和触发位置显示。8路数字信号同时在示波器显示屏上显示,可以让用户比较直观地分析8路数字信号的相对关系。该设计最高可采集的数字信号在1MHz左右,允许设置1～3级的触发条件,并可以进一步扩展功能,非常适合数字系统实验和数字电路设计的需要。详细分析和介绍了该系统的软硬件设计和实现。     

基于TFT彩屏液晶的便携数字存储示波器

设计了一种以TFT彩屏液晶模块为显示器件的新型便携数字存储示波器。示波器的信号调理电路通过CA3338E的输出信号控制两级AD603放大,结合单片机控制继电器对信号进行衰减,实现了程控衰减放大和自动增益控制的功能。对于A/D采集到的信号,在单片机内部开辟RAM存储区对波形数据进行循环缓存,达到了边采集边显示的控制效果。在对波形显示的控制中,使用数字化的触发器代替传统的硬件触发电路,降低了系统的复杂度,借助于正弦插值技术,使屏幕显示的波形连续稳定。该示波器可以用来显示常用信号的波形,并进行相关参数的测量显示,具有输入信号的动态范围大,体积小,便于携带的优点,具有广泛的应用空间。     

高速编码半导体激光器控制电路设计

基于单片机和高速复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术,介绍了单片机模块、CPLD处理模块和驱动电路模块的基本设计方法.重点阐述了通过CPLD硬件电路对外围RAM进行寻址的设计思想,同时给出RAM寻址电路的读写时序关系图.通过示波器(TDS5104B)观测,证明控制电路产生的脉冲序列编码具有精度高、速度快、间隔可变等优点.     

基于单片机与CPLD的步进电机PWM驱动技术

提出了一种基于AVR单片机和CPLD实现三相混合式步进电动机控制系统,介绍了系统的原理和结构框图,详细论述了控制电路核心部分的设计原理和实现.系统利用单片机来设定电机的转速和转向,CPLD将单片机发出的控制信号转换成电机实际的控制信号,并通过驱动放大电路实现了对步进电机速度和方向的精确控制,系统中设计出电流控制型的PWM信号产生电路.实验结果表明,该系统具有修改方便,使用灵活,可靠性高,可移植性强,抗干扰能力强等优点.     

基于FPGA的简易逻辑分析仪

在嵌入式开发调试中,逻辑分析仪可以很好地辅助开发人员进行断点、触发和跟踪等调试。本设计应用FPGA（现场可编程门阵列）芯片和Verilog硬件描述语言设计8位简易逻辑分析仪,在模拟示波器上显示可移动的时间标志线,并采用LED（发光二极管）显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。系统以FPGA为控制核心,实现了FPGA与单片机的双工串行通信、触发控制、数据采集存储和示波器显示等功能。系统工作稳定可靠,测量结果准确无误。     

基于PIC单片机的简易数字示波器设计

提出了利用PIC单片机作为控制核心的简易数字示波器的设计方案.介绍了系统总体设计的体系结构,以及硬件和软件的具体实现.输入信号经过预处理和AD转换后,传输到单片机,利用键盘做功能设置,在LCD上把波形显示出来,实现信号的实时采样、数据处理以及显示控制等简易数字示波器功能.此系统方案规模小、性能稳定、实现方便、价格低廉,具有一定的实用价值.     

单相桥式半控稳压系统设计

单相桥式半控稳压系统利用触发电路复杂可编程逻辑器件( CPLD)根据鉴相脉冲沿和单片机输入的触发角数值控制固态继电器SSR的通断,经过LC滤波电路整流和电压测量值电路将直流测量电压反馈给单片机,实现整流、稳压一体的AC-DC转换功能.     

基于DSP和CPLD的虚拟数字示波器的设计

虚拟数字示波器是由计算机、数据采集卡及相应的控制软件组成的,它可以根据需要只要改变软件就可以改变仪器的功能,具有高速、实时、多功能、便携等显著特点。本文介绍了一种以DSP与CPLD为核心的虚拟数字示波器的设计,它由信号调理与A/D变换电路、逻辑控制电路、数据处理电路组成,通过USB2.0总线与主机相连接。该系统可实现的最高采样率为100MHz,并且该系统可通过添加软件来增加数字信号处理功能。     

电子示波器(九)

八、示波器电路的总体结构设计电子示波器电路的总体结构,是由若干不同功能的单元电路组合而成.由于技术性能指标以及使用范围的不同,其电路总体组织的繁简程度也就不一.就通用脉冲示波器电路的基本结构而言,应包括:第一,具有延迟电路的垂直放大器;第二,具有同步或触发放大和增辉脉冲输出的触发扫描电路;第三,时间标志发生器;第四,水平放大器;第五,示波管及其控制电路;     

实用CMOS脉冲电路(下)

在上期中我们介绍了7例实用电路,本期继续介绍另外8例电路. 8.单稳态触发电路图12所示的是由两个与非门等构成的单稳态触发电路.该电路要求输入负向触发脉冲,输出脉冲也为负向.如果要求输入正向脉冲,可以把电路中的与非门换成或非门,具体电路见图13所示.当然也可以在这两个电路的输入或输出端再加上反相门而任意改变输入或输出脉冲的极性.     

彩色母盘刻录系统中的激光读写控制

提出了彩色母盘刻录系统中一种基于单片机和复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术的激光读写控制方法。以CPLD为核心构成控制电路分别控制650、532和405nm的3种激光器驱动电路,单片机通过CPLD并行或独立地调节每个激光器读写功率和写入时间。实验结果表明,激光器的输出功率连续可调,写入频率达10MHz,写入脉宽最大为5s。