專利名稱：一種可變頻率方波發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可變頻率方波發(fā)生器，屬于儀器儀表領(lǐng)域，可用于各種儀器儀表和控制單元 中。
背景技術(shù)：
目前的儀器儀表或一些控制單元多采用一個(gè)單片機(jī)為控制核心，用單片機(jī)本身產(chǎn) 生可變頻率方波是可以的，但容易給單片機(jī)本身帶來(lái)不必要的工作負(fù)擔(dān)，這是目前采用一 個(gè)單片機(jī)為控制核心而又需要產(chǎn)生可變頻率方波所存在的問(wèn)題；大學(xué)中電類學(xué)生電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練設(shè)備與單片機(jī)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練設(shè)備相互獨(dú)立，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練資源沒(méi)有有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí) 驗(yàn)資源利用率低，是一種資源浪費(fèi)，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)也沒(méi)有有效地、連續(xù)地、綜合地得到鞏 固和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了減輕以一個(gè)單片機(jī)為核心的儀器儀表或控制單元的單片機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，本發(fā) 明提出一種用數(shù)字電位器作為改變方波頻率的調(diào)節(jié)電位器的方波發(fā)生器，用單片機(jī)控制數(shù) 字電位器的電阻值，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)改變并穩(wěn)定方波的頻率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案一種可變頻率方波發(fā)生器，包括單片機(jī)、數(shù)字電位器、方波發(fā)生電路、顯示電路和 鍵盤電路。其中，方波發(fā)生電路產(chǎn)生方波，方波的頻率由數(shù)字電位器輸出的阻值調(diào)節(jié)，數(shù)字 電位器輸出的阻值由單片機(jī)控制；且方波發(fā)生電路的輸出與單片機(jī)連接，形成閉環(huán)反饋控 制，單片機(jī)通過(guò)反饋信號(hào)控制數(shù)字電位器的輸出值，使方波的頻率穩(wěn)定；顯示電路和鍵盤電 路與單片機(jī)連接來(lái)顯示方波頻率值和設(shè)定方波頻率值。上述一種可變頻率方波發(fā)生器中，所述單片機(jī)采用型號(hào)為89C52的芯片，所述數(shù) 字電位器采用型號(hào)為MAX5401的芯片，所述方波發(fā)生電路由運(yùn)算放大器構(gòu)成，運(yùn)算放大器 采用型號(hào)為L(zhǎng)M324的芯片，所述閉環(huán)反饋中，方波發(fā)生電路的輸出通過(guò)兩個(gè)串行連接的二 極管D1、D2與單片機(jī)連接；各器件的連接為89C52的6、7、8腳分別連接MAX5401的5、4、3腳，89C52的20腳連接+5V電源的 地，89C52的40腳連接+5V電源，89C52的5腳連接二極管Dl的陰極，二極管Dl的陽(yáng)極與 二極管D2的陰極連接，MAX5401的7、8腳連接在一起并與二極管D2的陽(yáng)極連接，MAX5401 的6腳連接+5V電源，MAX5401的2腳連接+5V電源的地，MAX5401的1腳連接電阻Rl的 一端，電阻Rl的另一端連接電容C的一端和LM324的2腳，電容C的另一端連接+5V電源 的地，LM324的4腳連接+12V電源，LM324的11腳連接-12V電源，LM324的3腳連接電阻 R2、電阻R3的一端，電阻R2的另一端連接+5V電源的地，電阻R3的另一端連接電阻R4、雙 向穩(wěn)壓二極管VZ的一端，同時(shí)也與二極管D2的陽(yáng)極連接，LM324的1腳連接電阻R4的另 一端，雙向穩(wěn)壓二極管VZ的另一端連接+5V電源的地，+5V電源的地也是士 12V電源的地。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于單片機(jī)控制調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的電阻值，從而調(diào)節(jié)方波發(fā)生電路產(chǎn)生的方波的頻率，從而可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)改變方波頻率的功能。且為可靠調(diào)節(jié)方波 頻率，將方波發(fā)生電路的輸出連接到單片機(jī)的一個(gè)端口形成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)方波頻率的自 動(dòng)穩(wěn)定。


圖1可變頻率方波發(fā)生器的框2可變頻率方波發(fā)生器的一實(shí)施例電路圖
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1、圖2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。可變頻率方波發(fā)生器的電路框圖如圖1所示，可變頻率方波發(fā)生電路的一個(gè)實(shí)施 例的電路圖如圖2所示。在圖1中，單片機(jī)連接數(shù)字電位器，單片機(jī)以串行通信方式向數(shù)字 電位器傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)字電位器根據(jù)得到的傳輸數(shù)據(jù)對(duì)其內(nèi)部的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)；數(shù)字電位 器連接方波發(fā)生電路，是指數(shù)字電位器將其內(nèi)部可調(diào)節(jié)的電位器的三個(gè)外接端連接到方波 電路中；方波發(fā)生電路根據(jù)數(shù)字電位器提供的電阻值產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波；單片機(jī)通過(guò)與 方波發(fā)生電路方波輸出端的連接來(lái)獲取方波發(fā)生電路輸出方波的頻率，其目的是為監(jiān)控方 波的頻率是否達(dá)到控制要求，方波發(fā)生電路是否有方波輸出，形成閉環(huán)控制。圖2是具體的電路圖。在圖2中，單片機(jī)采用芯片型號(hào)為MCS-89C52，數(shù)字電位器 采用芯片型號(hào)為MAX5401，方波發(fā)生電路中的運(yùn)算放大器采用芯片型號(hào)為L(zhǎng)M324 ；LM324作 滯回比較器用，MAX5401的1、7、8腳與電阻R1、電容C構(gòu)成LM324的負(fù)反饋電路，電阻R2、 R3構(gòu)成LM324的正反饋電路，電阻R4是限流電阻，雙向穩(wěn)壓二極管VZ使輸出電壓的幅度被 限制在士6V，二極管D1、D2是將輸出+6V的電壓降到+4. 6V，以便單片機(jī)能接受方波輸出電 路輸出的電壓值。電路具體連接如下89C52的6、7、8腳分別連接MAX5401的5、4、3腳，89C52的20腳連接+5V電源的 地，89C52的40腳連接+5V電源，89C52的5腳連接二極管Dl的陰極，二極管Dl的陽(yáng)極與 二極管D2的陰極連接，MAX5401的7、8腳連接在一起并與二極管D2的陽(yáng)極連接，MAX5401 的6腳連接+5V電源，MAX5401的2腳連接+5V電源的地，MAX5401的1腳連接電阻Rl的一 端，電阻Rl的另一端連接電容C的一端和LM324的2腳，電容C的另一端連接+5V電源的 地，LM324的4腳連接+12V電源，LM324的11腳連接-12V電源，LM324的3腳連接R2、R3 的一端，R2的另一端連接+5V電源的地，電阻R3的另一端連接電阻R4、雙向穩(wěn)壓二極管VZ 的一端，同時(shí)也與二極管D2的陽(yáng)極連接，LM324的1腳連接電阻R4的另一端，雙向穩(wěn)壓二 極管VZ的另一端連接+5V電源的地，+5V電源的地也是士 12V電源的地。具體工作方式如下如圖2所示，MAX5401的3腳是片選信號(hào)端(低有效)，89C52在向MAX5401串行 傳輸數(shù)據(jù)前，89C52通過(guò)其8腳輸出低電平使MAX5401的3腳為低電平，MAX5401的4腳是 串行數(shù)據(jù)輸入端，MAX5401的5腳是時(shí)鐘(CLOCK)輸入端。89C52存儲(chǔ)有編制好的程序。通 過(guò)鍵盤可鍵入想要的方波頻率，顯示部分可顯示鍵入的頻率，89C52根據(jù)鍵入的頻率，計(jì)算 出MAX5401所應(yīng)處在的級(jí)數(shù)(MAX5401對(duì)其100K Ω電阻劃分為256級(jí))，然后89C52通過(guò) 其7腳向ΜΑΧ5401的4腳串行傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)(具體操作方式可參考ΜΑΧ5401的使用說(shuō)明書(shū))，MAX5401根據(jù)得到的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)其電位器的滑動(dòng)端，方波發(fā)生電路根據(jù)MAX5401的電阻值產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波。通過(guò)89C52的5腳及二極管Dl、D2，將方波發(fā)生電路輸出的方波 反饋給89C52，89C52根據(jù)檢測(cè)的頻率可對(duì)計(jì)算出MAX5401所應(yīng)處在的級(jí)數(shù)進(jìn)行微調(diào)。本發(fā) 明中的方波發(fā)生電路是典型電路，其工作原理為常規(guī)技術(shù)。
其中的顯示電路和鍵盤電路采用通用的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種可變頻率方波發(fā)生器，包括單片機(jī)、數(shù)字電位器、方波發(fā)生電路、顯示電路和鍵盤電路；其特征在于方波發(fā)生電路產(chǎn)生方波，方波的頻率由數(shù)字電位器輸出的阻值調(diào)節(jié)，數(shù)字電位器輸出的阻值由單片機(jī)控制；且方波發(fā)生電路的輸出與單片機(jī)連接，形成閉環(huán)反饋控制，單片機(jī)通過(guò)反饋信號(hào)控制數(shù)字電位器的輸出值，使方波的頻率穩(wěn)定；其中的顯示電路和鍵盤電路與單片機(jī)連接來(lái)顯示方波頻率值和設(shè)定方波頻率值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變頻率方波發(fā)生器，其特征在于所述單片機(jī)采用型 號(hào)為89C52的芯片，所述數(shù)字電位器采用型號(hào)為MAX5401的芯片，所述方波發(fā)生電路由運(yùn)算 放大器構(gòu)成，運(yùn)算放大器采用型號(hào)為L(zhǎng)M324的芯片，所述閉環(huán)反饋中，方波發(fā)生電路的輸出 通過(guò)兩個(gè)串行連接的二極管D1、D2與單片機(jī)連接；各器件的連接為89C52的6、7、8腳分別連接MAX5401的5、4、3腳，89C52的20腳連接+5V電源的地， 89C52的40腳連接+5V電源，89C52的5腳連接二極管D1的陰極，二極管D1的陽(yáng)極與二極 管D2的陰極連接，MAX5401的7、8腳連接在一起并與二極管D2的陽(yáng)極連接，MAX5401的6 腳連接+5V電源，MAX5401的2腳連接+5V電源的地，MAX5401的1腳連接電阻R1的一端， 電阻R1的另一端連接電容C的一端和LM324的2腳，電容C的另一端連接+5V電源的地， LM324的4腳連接+12V電源，LM324的11腳連接-12V電源，LM324的3腳連接電阻R2、電 阻R3的一端，電阻R2的另一端連接+5V電源的地，電阻R3的另一端連接電阻R4、雙向穩(wěn)壓 二極管VZ的一端，同時(shí)也與二極管D2的陽(yáng)極連接，LM324的1腳連接電阻R4的另一端，雙 向穩(wěn)壓二極管VZ的另一端連接+5V電源的地，+5V電源的地也是士 12V電源的地。
全文摘要
一種可變頻率方波發(fā)生器，屬于儀器儀表領(lǐng)域。包括單片機(jī)、數(shù)字電位器、方波發(fā)生電路、顯示電路和鍵盤電路；其特征在于方波發(fā)生電路產(chǎn)生方波，方波的頻率由數(shù)字電位器輸出的阻值調(diào)節(jié)，數(shù)字電位器輸出的阻值由單片機(jī)控制；且方波發(fā)生電路的輸出與單片機(jī)連接，形成閉環(huán)反饋控制，單片機(jī)通過(guò)反饋信號(hào)控制數(shù)字電位器的輸出值，使方波的頻率穩(wěn)定；其中的顯示電路和鍵盤電路與單片機(jī)連接來(lái)顯示方波頻率值和設(shè)定方波頻率值。本發(fā)明用數(shù)字電位器代替用于改變方波頻率的普通手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器，從而可通過(guò)單片機(jī)控制數(shù)字電位器的電阻值，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)改變方波頻率的功能。
文檔編號(hào)G05B19/042GK101866155SQ20101021558
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者張念魯, 楊春蘭 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院