CPLD和单片机的任意波形发生器

系统结构框图
图中分频电路和地址发生器由CPLD实现。

图1 系统框图
电路设计及实现
主要的控制参数包括:信号周期、脉宽;分频电路的开始信号、地址发生器的复位信号;E2PROM的选通信号;D/A转换电路的选通信号。在具体电路中,端口P1.0控制分频电路的启动、P1.1控制地址发生器的清零,P2.0控制28C256和AD7545的选通信号。工作在定时器0方式。流程图如图2所示。

图2 流程图
波形数据生成
要求产生周期为200ms,脉宽为5ms的单/调频混合信号,其中单频信号的脉宽为4ms,频率为30KHz;调频信号的脉宽为1ms,频率为30KHz_35KHz。在MATLAB中设定抽样率为500KHz,得到了2500个波形数据。通过MATLAB编程的方法将产生的波形数据按照HEX文件的INTEL格式存放,然后将这些波形数据整批次烧录入数据存储器中。可根据需要在程序中方便地修改信号参数;无需改动硬件电路即可实现信号参数的功能扩展。
CPLD逻辑设计
分频电路采用两片74HC163实现。通过分频电路,将12MHz的晶振标准频率分频后,得到500KHz的抽样频率,作为地址发生器的时钟。分频电路的工作由单片机控制。地址发生器电路由3片74HC163组成,时钟频率为500KHz,有分频电路提供;和预存的波形数据抽样频率相一致,以实现数据的无失真读出。通过CPLD和数据预生成的信号实现方法,无需改变硬件电路,即可实现信号参数的任意调整;同时外围电路十分简单,为工程调试和应用带来了方便。
D/A转换电路
D/A转换电路的实现如图3所示。 电路中,AD7545将波形数据转换为模拟信号;LF353进行信号滤波和整形。

图3 D/A转换电路
上述方法设计的任意波形发生器,通过软件和硬件结合,充分发挥MATLAB强大的仿真功能,尽可能的减少了硬件开销。根据实际需要,可产生正弦波、三角波、锯齿波、方波等多种波形,可以产生线性调频信号(LFM),单频脉冲信号(CW),余弦包络信号以及他们之间的组合信号等多种波形参数;满足了工程需要。该任意波形发生器已应用于在研项目“水中运动目标轨迹测量”中,效果良好。
文章附属文件

文件名称: 20180105115221117555.jpg

文件大小:16.83 KB

文件签名:6ABE7557EE165FA7DBF5B0C3855FC8D67D450E02

文件名称: 20180105115221410259.jpg

文件大小:23.98 KB

文件签名:2CF10994388F582B526AD4662833BECFDA18B8CB

文件名称: 20180105115221884837.jpg

文件大小:32.82 KB

文件签名:B7EDB298D703C979A37D66114AA2F5EA8AD78503

文件名称: 20180105115221580469.jpg

文件大小:11.1 KB

文件签名:5A7DD0E36C465D24E801DA70F9BD7D761183086D

评论列表

此文章还没有评论。