电子课程设计通信.docx
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电子课程设计通信.docx
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电子课程设计通信
电子课程设计,通信
电子课程设计
指导老师:
白华
通信1004班
张振中
1010920417
1.设计内容
信号源:
利用电路产生一个频率为10kHz,幅值为±5v的模拟正弦信号;
AD采集电路:
对该信号进行16位的采样,转换成数字信号,请选择合适的AD器件并完成电路设计;
单片机电路:
选用合理的单片机,设计单片机最小系统的电路,包含有键盘电路、LED数码管显示电路、复位电路、时钟晶振电路;
DA输出电路:
假设将输入的信号同时输出,请选择合适的DA器件并完成电路设计。
2.设计分析
根据对设计内容及要求进行分析,得出该系统首先需要利用模拟电路知识设计出一个信号发生电路,利用该电路产生一个频率为10KHz的模拟正弦信号,再设计一个16位AD转换电路,利用该电路对模拟信号进行16位的采样,转换成数字信号,然后将该数字信号送入单片机,单片机电路要包括键盘电路、LED数码管显示电路、复位电路、时钟晶振电路;最后设计一个DA转换电路,通过单片机将数字信号送入DA转换电路,输出模拟信号。
系统框图如下:
模块分析:
根据设计要求,需要考虑输出信号的频率、幅值;同时要保证输出波形不失真,有一定的带载能力。
AD转换模块:
设计要求对模拟信号进行16位采样,精度比较高,所以需要的AD芯片的转换速率也比较快。
单片机最小系统:
该设计中AD采集电路的精度要求比较高,所以要求AD转换速率要大,如果选用普通的51单片机晶振,其速率很难达到要求。
所以要选择一种频率较高的晶振。
DA转换模块:
DA转换模块同AD转换模块相同,同样需要转换速率较高的芯片。
3.设计方案
信号源的产生:
选择TI公司的芯片OP07,该芯片温漂电压的温度系数为15uV/℃,输入失调电压为30uV,用集成运放OP07构建RC振荡电路,
AD转换模块:
采用MSOP封装的16位、250kspsADC微功率高速LTC1864,电压响应范围-0.3—5.3v,串行接入节省I/O口。
单片机最小系统:
单片机采用ATMEL公司的90C516+芯片,单片机晶振选用22.1184M.
DA转换模块:
采用16位,转换速率10us,同样是串行接入,高精度芯片DAC8552是一个双通道,电压输出数字-模拟转换器(DAC),相对精度:
4LSB,提供低权力运作和灵活的串行主机接口。
供电电压为2.7V至5.5V的范围。
该设备支持标准的3线串行接口,输入数据时钟频率高达30MHz。
4.功能模块设计
信号源产生电路:
信号产生电路采用OP07运算放大器,利用RC震荡电路产生频率位10KHz。
幅值为5v的正弦波,其电路图如下:
真实仿真结果图:
真实频率仿真图:
将-5--+5v的正弦波转换成0——+5v正弦波:
电路如下:
仿真结果图:
AD采样转换电路:
采用LTC1864芯片串行连接
连接电路如图:
单片机处理系统电路:
单片机最小系统是基于单片机90C516R组成,该最小系统包括了时钟晶振电路、复位电路、4×4的矩阵键盘以及七段数码管的显示模块,晶振选为22.1184MHz。
该最小系统能实现单片机控制的输入(键盘)及单片机的显示输出(数码管)功能,电路图如下:
DA转换模块:
DA转换电路采用16位DAC8552芯片,单片机输出的数字信号送入该电路,经过DA转换后输出模拟信号,DA参考电压为+5V,输出电压VOUT=Vref×D/65535,由于其输出电压时单极性的,所以需要一个电压转换电路,这里采用OPA703构成,其电路如下图:
正弦波输出模拟结果,正弦波输出波形模拟结果如下图。
由图可以看出,正弦波的周期为99.415us,频率位10KHz,幅值为±4.971V。
AD转换的转换速率及分辨率:
LTC1864的转换速率为250ksps,分辨率=1/216-1
单片机的工作频率
单片机的晶振电路选择的是22.1184MHz的晶振,所以工作频率为22.1184MHz。
DA转换的转换速率及分辨率
DAC8552的最高工作频率为30M,转换速率为10Msps,分辨率=1/216-1,最大误差为4SLB。
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