用ICL8038与AT89C2051设计的函数信号发生电路

　　2．电路原理图
　　
　　下图为电路原理图。其中AT89C2051是8位单片机，其中：P1.4～P1.7、P1.2、P1.3、P3.0、P3.1作为数码显示；P3.3、P3.5、P3.7作为键盘输入口；P3.4作为计数口，用于测量信号源频率；P3.O~P3.2作为数字电位器的SPI总线；Pl.l、Pl.0可根据需要扩展继电器或模拟开关选择ICL8038第10脚(CAP)与第11脚间的电容C。
　　
　　MCP41010是8位字长的数字电位器，采用三总线SPI接口。/cs:片选信号，低电平有效；SCK:时钟信号输入端；SI:串行数据输入端，用于寄存器的选择及数据输入。MCP41010可作为数字电位器，也可以作为D/A转换器，本设计是将MCP41010接成8位字长的D/A转换器，MCP41010根据输入的串行数据，对基准电压进行分压后由中间抽头输出模拟电压，即Vpwo=DN/256VREF(式中VREF=5V)。
　　
　　函数发生电路ICL8038，图2所示是一个占空比和一个频率连续可调的函数发生电路。ICL8038是一种函数发生器集成块，通过外围电路的设计，可以产生高精密度的正弦波、方波、三角波信号，选择不同参数的外电阻和电容等器件，可以获得频率在O.OIHz～300kHz范围内的信号。通过调节RW2可使占空比在20％～98%可调。第10脚(CAP)与第1l脚间的电容C起到很重要的作用，它的大小决定了输出信号频率的大小，当C确定后，调节ICL8038第8脚的电压可改变信号源的输出频率。从ICL8038引脚9（要接上拉电阻）输出的波形经衰减后送单片机P3.4进行频率测量。
　　
　　正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。利用二极管的非线性特性，可以将三角波信号的上升和下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。ICL8038中的非线性网络是由4级击穿点的非线性逼近网络构成。一般说来，逼近点越多得到的正弦波效果越好，失真度也越小，在本芯片中N=4，失真度可以小于1。在实测中得到正弦信号的失真度可达0.5左右。其精度效果相当满意。为了进一步减小正弦波的失真度，可采用图2所示电路中两个电位器RW3和RW4所组成的电路，调整它们可使iE弦波失真度减小。当然，如果矩形波的占空比不是50%，矩形波不再足方波，引脚2输出也就不再是正弦波了。
　　
　　经实验发现，在电路设计中接10脚和11脚的电容值和性能是整个电路的关键器件，电容值的确定也就确定电路能产生的频率范围，电容性能的好坏直接影响信号频率的稳定性、波形的失真度，由于该芯片是通过恒流源对C充放电来产生振荡的，故振荡频率的稳定性就受到外接电容及恒流源电流的影响，若要使输im频率稳定，必须采用以下措施：外接电阻、电容的温度特性要好；外部电源应稳定；电容应选用漏电小、质量好的非极化电容器。

本文关键字：暂无联系方式振荡器-波形-信号电路，单元电路 - 振荡器-波形-信号电路