三角波測量（七）
作者單位：廣東科學技術職業學院機械與電子資訊工程學院郵編：519090
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賽前指導老師文稿整理輔導教師：***~摘要
本系統主要採用altera 公司cycloneii 系列ep2c5t144c8的可程式設計邏輯器件，這是乙個低成本，高效能的fpga，本方案主要採用dds頻率合成，產生三角波，通過編寫函式，實現幅度和占空比可調，占空比甚至0~100%任意調，產生資料後經da輸出給示波器顯示，取樣部分由訊號源送進取樣電路後再送進fpga，fpga處理後再送進lcd顯示，顯示的資料精度可達到97% 其中頻率計精度可達到99.8%，整個電路結構簡單，效能穩定，功能完善，達到了各項設計的指標，
abstract
方案一：使用廉價stc89c52rc微控制器作為控制處理核心。該微控制器具有**低廉使用簡單、抗擾能力、資源少、執行頻率處理速度慢。
方案二：使用fpga構成的主控處理核心。fpga採用高速cmos工藝，功耗低，可以與cmos、ttl電平相容，系統整合度高體積小，執行頻率高處理速度快， fpga內部有豐富的觸發器和i/o引腳，資源多精確度高功能強大。
經對綜合分析，認為方案二的fpga可以滿足題目的要求，stc89c52rc在頻率較高時候將變得不穩定，因此選方案二。
方案一：採用1602液晶屏。該液晶屏**低廉、功耗低、能顯示字元、數字、字母等特點，但是顯示資訊量很有限，不能顯示比較豐富的內容。
方案二：採用12864液晶屏。該液晶屏具備了1602液晶屏所有的功能，最大特點是螢幕大，顯示內容豐富資訊量大。
經綜合分析，認為方案二的螢幕大顯示內容豐富等特點要好，因此選方案二。
3． ad模組選擇
方案：常用的逐次比較a/d有很多，有8位，12位，16位等，由於我們常用的8位微控制器，所以在系統對精度要求不高時，通常選用8位a/d轉換器為宜。
最終我們決定採用價效比較高的a/d，dac0804。
與a/d不同，d/a轉換器是將二進位制數字離散訊號，轉換為以標準量為基準的模擬量的轉換器，最常見的d/a是將並行二進位制數字量，轉換為直流電壓或電流。
目前，低端的8位d/a轉換器開始面臨被淘汰的危險，但是對於實驗室或涉及工業控制方面的，低端的d/a以其優異的價效比還是具有相當大地應用空間，經過商議，採用dac0832.
綜上所述，系統整體方框圖如下圖1所示：
fpga為主控處理為核心，
利用dds技術產生波形的過程是：基於奈奎斯特抽樣定理對需要產生的波形進行取樣、量化後存入儲存器中作為待產生訊號波形的資料表。在需要輸出波形時，從資料中一次讀出資料，產生數位化的訊號，這個訊號再通過d/a轉換和濾波後就變成了所需要的波形。
如果改變資料表中的資料，就可以得到不同的波形；
理論如圖：
占空比解決方案：
當 x>c時，y=[（0-k）/( b-c)]*(x- b)；
這是乙個精密整流電路，他能消除二極體的正向壓降，對波形進行精密整流。
在輸出端接乙個電容和負載，就能得到整流濾波的電壓值送入ad經過fpga處理後顯示。
過零比較經電容放反相斯密特
本電路的原理是吧外接的訊號過零比較轉化為方波，然後由fpga進行頻率檢測。當然軟體方面也要適當消一下上公升源的毛刺。這樣使頻率取樣的數值更準確；
da輸出：
da輸出採用直通模式，輸出的電壓隨著fpga給出的訊號變化而變化，這樣使da的轉換速度達到最快；同時由於直通模式下，對周圍的干擾異常敏感。所以輸出帶有毛刺。
電源模組：
1.系統測試儀器
yx-960tr機械式萬用表一台、四位半勝利vc9808+數字萬用表一台、綠楊數字直流顯示穩壓電源yb1732b3a一台、rigol-ds 3022m雙蹤數字示波器一台、綠楊yb1620a調頻調幅函式訊號發生器一台。
2.系統測試分析與結果
表1 頻率測試
表2 幅度測試
表3 系統效能概覽
核心資源使用情況
測試結果分析
從測試結果來看，所有的測試結果精度較高。誤差很小。完全實現基本要求。發揮部分的大部分也能基本實現，由於平時沒有積累好高速da的實用方法，使輸出的引數達不到發揮的要求感到可惜。
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