择要输出的波形及产生相应的数字信号,以便于送入ADC0832的输入数据端口进行数据转换,从而输出所选择的波形;正弦波模块、正斜率斜波模块、锯齿波模块、任意波形模块分别产生与各自相对应的正弦波的数字信号、正斜率斜波的数字信号、锯齿波的数字信号、任意波形的数字信号等模块,各个波形模块所产生的数字信号送入波形选择器中,以便于波形选择器选择并输出数字信号。此外,信号的频率和幅值及其他表征参数可通过时钟(CLK)信号的改变来调节。
值得注意的是,波形数据的建立是整个程序设计中最重要的问题。FPGA输出的数
字信号需要经D/A转换器转换成各种波形输出。而由D/A转换器可知,DAC0832的分辨率是8位,这样,将模拟信号的各种波行在一个周期内平均分成255份,由于已经确定每周期的取样点数为64,即每隔2π/64的间隔取值一次,所取的值为该点对应的波形的值,通过计算可以获得64个取样点的值;也可以通过查表的方法取得64个取样点的值。
2.2 系统设计原理图
如图2.2所示为系统设计原理图,其主要由数据寄存器74LS244,D/A转换器DAC0832
及有运放TL082构成的低通滤波电路组成。其中,可通过JJ1、JJ2、JJ3和JJ4改变滤波特性。此外,由于DAC0832输出的为电流信号,需用运放将电流转换为电压信号,再通过滤波电路进行滤波产生最终输出波形信号。
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数据寄存 D/A转换 滤波 I/U转换
图2.2 系统设计原理图
2.3 相关芯片介绍
数模转换芯片DAC0832:
D/A转换器的类型很多,从输入电路来说,一般的D/A转换器都带有输入寄存器,与微机能直接对接。在此方案中采用分辨率为8位的DAC0832集成电路芯片。它由NSC公司(National Semiconductor Corporation)所生产,采用低功耗的CMOS工艺制成。它具有连接简单,转换控制方便、价格低廉等特点,在各微机系统中得到广泛的应用。 DAC0832的结构框图如图2.3所示:
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图2.3 DAC832结构框图
DAC0832是具有20个引脚的双列直插式芯片。其内部实际上是一个T型电阻网络
在外部运算放大器配合下完成D/A转换工作。DAC0832的内部包括两个8位寄存器、1个8位转换器和相应辅助电路。DAC0832内部有两个寄存器,能实现双缓冲、单缓冲和直通三种工作方式。
DAC0832的引脚图如图2.4所示,其功能如下:
图2.3 DAC832结构框图
DI0~DI7:数据输入线,TLL电平。
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ILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效。 CS:片选信号输入线,低电平有效。 WR1:为输入寄存器的写选通信号。
XFER:数据传送控制信号输入线,低电平有效。 WR2:为DAC寄存器写选通输入线。
Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。
Iout2: 电流输出线。和IOUT1为一组互补的模拟电流输出端,其值与Iout1之和为一常数。
Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻,与运放配合构成I/V转换电路。 Vcc:电源输入线 (+5v~+15v) Vref:基准电压输入线 (-10v~+10v) AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地. DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好.
TL082双运算放大器:
TL082是一通用的J-FET双运用算放大器,其特点有:较低输入偏置电压和偏移电流:
输出没有短路保护,输入级具有较高的输入阻抗,内建频率被子偿电路,较高的压摆率。最大工作电压为18V。
1.TL082引脚功能(见表280)
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2.4)
图2.4 TL082内部框图
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2.TL082内部框图(见图