一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統的製作方法
2023-05-05 18:35:21
一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統，包括電源模塊、復位電路、單片機、平衡電路、濾波電路、求和電路和放大電路。本實用新型使用單片機C8051F021產生三角波和正弦波，由單片機產生的三角波和正弦波頻率的穩定度和單片機的時鐘晶振的穩定度相同，遠遠高於RC或LC產生的三角波、正弦波頻率的穩定度，而且很多單片機不用外接DAC就可以方便的產生三角波、正弦波，只需改變程序就可以產生所需的信號波形，具有頻率調整方便、靈活以及價格低廉等優勢，採用單片機產生三角波、正弦波成為發展的需要。
【專利說明】一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種三角波、正弦波產生系統，具體是一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，電子產品已經廣泛應用到各行各業，甚至在人們的生活中處處可見。在儀器儀表的智能化管理及過程控制等領域信號發生器產生的信號在電路中常常用來代替前端電路的時間信號，為後端的電路提供一個理想的信號。由於信號源的特徵參數均可人為設定，所以可以方便地模擬各種情況下不同特性的信號，我們可以通過測量對比輸入和輸出信號，來判斷信號處理電路的功能和特性是否達到設計要求。高精度的信號發生器在計量和校準領域也可以作為標準信號源，待校準儀器以參考源為標準進行調校。由此可見信號發生器可以廣泛應用在電子研發、維修、測量、校準等領域。三角波和正弦波作為信號源在實驗和工程技術中有著廣泛的應用，頻率的穩定度和準確度是三角波和正弦波信號的兩個重要技術指標。由於RC或LC產生的三角波、正弦波頻率的穩定度和準確度相對較差，且需要外接DAC，這樣不僅電路複雜而且增加了成本。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供一種頻率調整方便、靈活且價格低廉的基於單片機的三角波、正弦波產生系統，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統，包括電源模塊、復位電路、單片機、平衡電路、濾波電路、求和電路和放大電路，所述電源模塊為整個發生裝置提供電壓，所述復位電路實現系統復位功能，所述單片機分別輸出三角波和正弦波信號，所述平衡電路採用負壓偏置去掉三角波和正弦波的直流分量，使三角波和正弦波成為幅值以X坐標為零點的交流信號，所述濾波電路對三角波和正弦波信號分別進行濾波處理，濾除幹擾信號，所述求和電路對三角波信號和正弦波信號進行疊加運算，將經過疊加運算的信號經過放大電路進行放大處理。
[0006]作為本實用新型再進一步的方案:所述電源模塊採用LM1117-3.3DC-DC模塊，所述單片機採用C8051F021，所述求和電路的運放採用TL074。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型使用單片機C8051F021產生三角波和正弦波，由單片機產生的三角波和正弦波頻率的穩定度和單片機的時鐘晶振的穩定度相同，遠遠高於RC或LC產生的三角波、正弦波頻率的穩定度，而且很多單片機不用外接DAC就可以方便的產生三角波、正弦波，只需改變程序就可以產生所需的信號波形，具有頻率調整方便、靈活以及價格低廉等優勢，採用單片機產生三角波、正弦波成為發展的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為基於單片機的三角波、正弦波產生系統的系統框圖。
[0009]圖2為基於單片機的三角波、正弦波產生系統中單片機的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0011]請參閱圖1?2，本實用新型實施例中，一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統，包括電源模塊、復位電路、單片機、平衡電路、濾波電路、求和電路和放大電路，電源模塊為整個發生裝置提供電壓，復位電路實現系統復位功能，單片機分別輸出三角波和正弦波信號，平衡電路採用負壓偏置去掉三角波和正弦波的直流分量，使三角波和正弦波成為幅值以X坐標為零點的交流信號，濾波電路對三角波和正弦波信號分別進行濾波處理，濾除幹擾信號，求和電路對三角波信號和正弦波信號進行疊加運算，將經過疊加運算的信號經過放大電路進行放大處理。
[0012]電源模塊採用LMl 117-3.3DC-DC模塊，單片機採用C8051F021，求和電路的運放採用 TL074。
[0013]本實用新型的工作原理是:本實用新型系統上電運行後，定時器T0、Tl分別進入定時狀態，當到達正弦波設定的定時時間後觸發TO中斷，進入定時器TO中斷服務程序，對於正弦波定時時間為正弦波周期除以採樣點數，每次定時時間到通過單片機1 口輸出正弦波每個採樣點對應的數組元素並對採樣點進行累加，當採樣點增加到設定值時，對其清零，如此循環，就可以連續輸出所需頻率的正弦波；當到達三角波設定的定時時間後觸發Tl中斷，進入定時器Tl中斷服務程序，對於三角波定時時間為三角波周期除以採樣點數，每次定時時間到通過單片機1 口輸出三角波採樣點對應的增量值，通過標誌位來判斷是三角波上升的半周，還是下降的半周，在上升的半周對增量進行遞增運算，在下降的半周對增量進行遞減運算，當採樣點數到達三角波半個周期的採樣點數時，對其進行清零。如此循環就可以連續輸出所需頻率的三角波信號。通過平衡電路對三角波和正弦波的直流分量進去去除，得到幅值以X坐標為零點的交流信號、通過濾波電路對三角波和正弦波信號進行濾波處理，濾波幹擾信號，求和電路對三角波信號和正弦波信號進行疊加運算，經過疊加運算的信號再經過放大電路進行放大處理，最終得到我們所需的調製信號。
【權利要求】
1.一種基於單片機的三角波、正弦波產生系統，包括電源模塊、復位電路、單片機、平衡電路、濾波電路、求和電路和放大電路，其特徵在於，所述電源模塊為整個發生裝置提供電壓，所述復位電路實現系統復位功能，所述單片機分別輸出三角波和正弦波信號，所述平衡電路採用負壓偏置去掉三角波和正弦波的直流分量，使三角波和正弦波成為幅值以X坐標為零點的交流信號，所述濾波電路對三角波和正弦波信號分別進行濾波處理，濾除幹擾信號，所述求和電路對三角波信號和正弦波信號進行疊加運算，將經過疊加運算的信號經過放大電路進行放大處理。
2.根據權利要求1所述的基於單片機的三角波、正弦波產生系統，其特徵在於，所述電源模塊採用LM1117-3.3DC-DC模塊，所述單片機採用C8051F021，所述求和電路的運放採用TL074。
【文檔編號】H03K4/06GK204258752SQ201420591091
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】黃杉 申請人:西安毅達信息系統有限公司