软件实现高分辨率的非易失性数字电位器的方法
基于MAX038的信号发生器设计
基于MAX038的信号发生器设计
作者：胡俊罗健将
来源：《商情》2017年第23期
【摘要】MAX038是一个高集成度单片信号产生芯片。
具有外围电路简单，功能丰富等诸多优点。
本文基于MAX038和ATMEGA16单片机实现了一个多功能信号发生器。
可以产生正弦波、方波和三角波信号，且幅值频率可键盘输入。
【关键词】MAX038 ATMEGA16芯片
ATMEGA16芯片。
具有高性能、低功耗的8位AVR微处理器，通过DA芯片可方便控制输出频率。
采用BC7281A键盘控制芯片，只占用单片机的3个I/O接口，根据键值锁存功能，最多可以有64键，内含去抖功能，编程简便，性能更可靠。
采用X9C103P数字电位器。
数字电位器是固态非易失性电位器，是理想的数字控制的微调电阻器。
X9C103P是有99个电阻单元的电阻阵列，同时可在编制软件时要充分考虑X9C103P的各输入信号和输出信号的工作时序，根据计算符合本系统设计的控制要求。
一、系统框图
经过方案比较与论证，最后确定的系统组成框图如图1 所示：
二、测试结果
经过以上的电路搭建和单片机程序的编制，实现了信号发生器。
最终测试结果如下：
（一）基本波形的频率测量数据
（二）幅度（Vp-p值）步进测量（测试对象：单位：V，步进电压值）
三、总结
本设计基本完成了题目的基本部分和发挥部分的要求，并扩展了与PC机无线。
但是，系统也存在工作不稳定，输出波形有毛刺等问题。
DSP的SPI口和串行EEPROM在变频器中的应用(精)
DSP的 SPI 口和串行 EEPROM在变频器中的应用纲要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，议论剖析了跨导放大器 - 电容 (OTA—C)连续时间型滤波器的构造、设计和详细实现，使用外面可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用 ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表示，该滤波器带宽的可调范围为 1～26 MHz，阻带克制率大于 35 dB ，带内涟漪小于 0．5 dB ，采纳 1．8 V 电源， TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于 21 mW，频响曲线靠近理想状态。
重点词： Butte1前言变频器的开发中我们采纳TMS320F240芯片做主 CPU， TMS320F240系列是美国TI 企业于 1997 年推出的，专为数字电机控制和其余控制应用系统而设计的 16 位定点数字信号办理器。
它将数字信号办理的高速运算功能与面向电机的强盛控制能力联合在一同，成为中低端变频器理想的主控芯片。
F240 片内外设包含双 10 位 A/D 变换器，带有锁相环 PLL 时钟模块，带中止的看门狗准时器模块，串行通讯接口 SCI 及串行外设接口 SPI，此外，还集成了一个事件管理模块EVM。
所以， TMS320F240基本能知足笔者变频器设计的要求。
变频器有几百甚至上千个参数，这些参数值都要求系统断电后不可以丢掉，在设计中我们采纳非易失性储存器 EEPROM保留数据。
每次上电时，从 EEPROM中读取上一次参数的设定值，以保证变频器运转状态的连续性，相同每次断电时，也要保留变频器此次运转的参数设定状况，以便开机时读取。
本文论述了变频器开发中 F240 扩展 EEPROM（X5168）的设计思路和实现过程。
2 对 TMS320F240的串行外设接口（ SPI）的说明TMS320F240的串行外设接口（ SPI）模块是一个高速同步串行输入/ 输出端口，它同意 F240 控制器和片外外设或其余控制器进行串行通讯，在通讯过程中，SPI 可以以随意给定的传输速率对拥有可编成长度（1-8 位）的串行比特流进行收发。
基于DS1307的多功能时钟系统
基于DS1307的多功能时钟系统[日期:2008-01-25 ] [来源:网络作者:佚名] [字体：大中小] (投递新闻)赵亮尹书杨〔XX理工大学电信学院116023〕摘要：以AT89S52单片机为控制核心，通过实时时钟芯片DS1307和数字温度传感器DS18 B20构成了一个多功能的数字时钟系统。
详细介绍了整个系统的硬件组成构造、工作原理和系统的软件程序设计。
系统采用液晶LCD1602作为显示器，具有实时时间与日历显示、环境温度显示、按键调时、闹铃定时等功能。
软件程序采用均采用C语言编写，便于移植与升级。
关键词：实时时钟日历单片机DS1307 DS18B20 LCD16020 引言目前家用的数字电子钟，多数只能显示小时、分钟等信息，功能单一，而且大都采用L ED数码管作为显示器件，功耗大，不能令消费者满意。
为此，笔者开发了一款多功的数字式电子钟，它可以显示年、月、日、小时、分钟等时间信息，同时可以显示环境的温度信息。
还具有按键调时、设定闹铃等功能。
时钟采用LCD作为显示器，界面友好，功耗低。
1 系统的硬件构成系统以AT89S52单片机作为核心控制器件，外围主要有实时时钟芯片DS1307、温度传感器DS18B20等，均为串行通信器件，使得系统线路简单可靠性高。
系统构造框图1所示。
图1 系统构造框图1.1 单片机主控模块系统采用AT89S52单片机作为控制核心。
AT89S52单片机与MCS_51系列单片机产品兼容，采用了Flash存储器构造，可以在线下载程序，易于日后的升级。
它主要负责各个模块的初始化工作；设置定时器、存放器的初值；读取并处理时间、温度等信息；处理按键响应；控制液晶实时显示等。
硬件电路连接如图2所示。
系统采用12M晶振；P0_Up为P0口上拉电阻，P0口为单片机与液晶显示器通信的数据端口；C_reset和R_reset组成系统上电复位电路；P1.0~P1.2为液晶显示器的控制信号端口；P1.3和P1.4为单片机与时钟芯片DS1307通信的端口；P1. 5为闹铃的控制端口；P1.6为单片机与温度传感器DS18B20的通信端口；P2.4~P2.7为按键模块的接口。
基于单片机的水温自动控制系统
图2-3 DS18B20的读时序图
DS18B20的写时序
对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程【10】。
对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。
图1-1模拟电路一
（2）方案二 （如图1-2）此方案是传统的二位式模拟控制方案，其基本思想与方案一相同，但由于采用上下限比较电路，所以控制精度有所提高。这种方法还是模拟控制方法，因此也不能实现复杂的控制算法使控制温度做的更高。而且仍不能用数码管显示和键盘设定。
图1-2模拟电路二
（3）方案三 （如图1-3）此方案采用AT89c51单片机系统来实现。单片机软件编程
【Keywords】AT89c51 monolithic machineDS18B20Control
引
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，在各行业广泛应用。
基于FPGA的磁共振成像仪梯度模块的设计
基于FPGA的磁共振成像仪梯度模块的设计董海峰;郑振耀;姚凯文;谢晨;陈忠【摘要】针对磁共振成像仪小型化、数字化的发展需求，提出了一种基于FPGA 的磁共振成像仪梯度模块设计方案。
该方案以FPGA为系统控制核心，结合高精度的四通道DAC和高分辨率的数字电位计，实现了梯度脉冲波形的生成、转换、预加重处理等一系列的功能。
与以往的方案相比，该方案不但有效的减轻了主处理器FPGA的工作负担，而且尽可能的提高了系统的数字化和集成化。
通过软件仿真和联机调试，结果表明该方案工作稳定可靠，能够很好的满足小型化磁共振成像系统的需求。
%Aiming at the needs of the digitalization and miniaturization of the MRI system, a design scheme of gradient module based on FPGA is proposed in this paper. This scheme uses FPGA as the system control center, combined with high accuracy quad DAC and high resolution digital potentiometer to achieve the gradient pulse waveform generation, conversion, pre-emphasisprocessing and so pared with the previous schemes, this scheme not only effectively reduces the workload of the host processor FPGA, but also improves the digitalization and integration of the systemas much as possible. Through the software emulation and online debugging, results show that the scheme is stable and reliable, able to satisfy the needs of miniaturized magnetic resonance imaging system.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)020【总页数】4页(P5-8)【关键词】磁共振成像;梯度;FPGA;预加重【作者】董海峰;郑振耀;姚凯文;谢晨;陈忠【作者单位】厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振研究重点实验室，福建厦门 361005;厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振研究重点实验室，福建厦门 361005;厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振研究重点实验室，福建厦门 361005;厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振研究重点实验室，福建厦门 361005;厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振研究重点实验室，福建厦门 361005【正文语种】中文【中图分类】TN830.4磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术能够在对机体没有损伤的前提下快速、准确的获得机体内部的图像，具有对比度高、成像参数多、无电离辐射伤害等优点，因此在现代医学成像领域中具有广泛的应用［1］。
基于单片机的数字可调稳压电源
摘要毕业设计论文基于单片机的数字可调稳压电源的设计系别：专业（班级）：作者（学号）：指导教师：完成日期：蚌埠学院教务处制基于单片机的数字可调稳压电源的设计摘要：基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。
其性能比传统的可调直流稳压电源好，非常适合一般教学和科研使用。
本文通过对一个基于单片机的数控直流稳压电源的设计，将单片机数字控制技术、有机地融入直流稳压电源的设计中，设计出一款数字化通用直流稳压电源，详细介绍了AT89C52单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时器中断原理，从而了解单片机相关指令在各方面的应用，同时还介绍了数模转换芯片DAC0832的工作原理。
系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成，输出0-12V电压范围，步进值为0.1V的直流电源。
电源的数字化控制是人们追求的目标之一，人们对它的要求也越来越高，数控直流稳压电源能给人们带来很大的方便，为我们工作、科研、生活提供更好、更方便的服务。
本题采用单片机和其他元件及外围电路，开发一个数字可调式稳压电源，能够设定输出电压值、电压输出显示等功能。
关键词：单片机、直流、稳压、数模转换Based on single-chip digital adjustableregulated power supply designAbstract: Microcontroller-based digital adjustable DC power supply as simple in principle, easy operation, good stability, high accuracy, low cost, easy to implement, andmany other advantages of being more widely appreciated. Performance than thetraditional adjustable DC power supply is good, very suitable for general teachingand research use.In this paper, a microcontroller-based digital controlled power supply design, the single chip digital control technology, organic integration into the DC powersupply design, digital design of a universal DC power supply, details of theAT89C52 microcontroller applications The keyboard scanning principle, thedigital dynamic display principle, the timer interrupt principle, to understandinstruction in all aspects of SCM-related applications, but also introduces theDAC0832 digital-analog converter chip works. System consists of analog powersupply, control circuits, digital to analog conversion circuit, amplifier circuit,display circuit and other parts, output 0-12V voltage range, step value of 0.1V DCpower supply.Digital control of power is one of the goals people pursue, people demand more and more of it, NC DC power supply can give them great convenience forour work, scientific research and to provide better and more convenient service.The problem with single chip and other components and peripheral circuits, thedevelopment of a number of adjustable power supply, can set the output voltage,the voltage output display.Keyword s: microcontroller; DC; regulators; digital to analog conversion目录第一章绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2国内外发展状况 (2)1.3论文构成及研究内容 (3)第二章数字式可调稳压电源原理介绍 (4)2.1方案选择及总体原理介绍 (4)2.2单片机AT89C52原理及其介绍 (5)2.3矩阵键盘扫描原理介绍 (6)2.4 LCD-1602显示原理介绍 (7)2.5数模转换电路原理介绍 (9)第三章数字式稳压电源硬件电路设计 (12)3.1稳压电源数字部分设计 (12)3.1.1单片机主体电路设计 (12)3.1.2键盘部分电路设计 (13)3.1.3 DAC0832数模转换部分电路设计 (13)电路图如下 (14)3.2电压输出单元电路 (15)第四章数字式可调稳压电源软件程序设计语言 (16)4.1 系统软件流程图 (16)4.2 系统程序介绍 (17)4.2.1 初始化硬件程序 (17)4.3 主程序程序语言 (18)结论 (25)谢词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26参考文献 (26)附录一数字部分电路总图 (27)第一章绪论1.1研究目的及意义在当代科技与经济高速发展的过程中,电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业.电力电子技术是电能的最佳应用技术之一.当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
多道伽马能谱仪中的特征峰稳谱技术
多道伽马能谱仪中的特征峰稳谱技术吴永鹏;赖万昌;葛良全;肖刚毅;林延畅【摘要】介绍一种用于微机多道伽马能谱仪的稳谱装置及稳谱方法,该装置采用新型非易失性数字电位器、89C52控制器等大规模集成电路,具有集成度高、功耗低、可靠性高等优点.文中详细介绍了有关软硬件、稳谱方法及实际应用效果.试验结果表明,对1024道微机伽马能谱仪在-5～45 ℃的工作环境下,其特征峰漂移≤±1道.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2003(027)002【总页数】4页(P131-134)【关键词】便携式多道伽马能谱仪;谱漂;稳谱;数字电位器【作者】吴永鹏;赖万昌;葛良全;肖刚毅;林延畅【作者单位】成都理工大学,应用核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工大学,应用核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工大学,应用核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工大学,应用核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工大学,应用核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059【正文语种】中文【中图分类】P631.6在野外应用中，“谱漂”是影响伽马能谱仪准确度的主要因素。
谱漂是指伽马能谱仪在某条件下的仪器谱与既定条件下的“标准谱”(对同一物体)相比较，其峰位或谱形发生变化的情况。
谱漂主要由以下两方面因素造成:其一，是环境温度的变化，因为探测器(目前大多采用闪烁计数器)输出信号受工作温度的影响，伽马能谱仪的电子学系统(主要是脉冲放大器、脉冲幅度分析器、高压电源)也具有一定的温度系数;其二，是仪器的不稳定性，包括元器件的疲劳效应、老化现象及仪器连续工作稳定性能、抗干扰能力等。
因此，在便携式伽马能谱仪中一般都采取某种形式的稳谱装置或稳谱系统。
目前，多数伽马能谱仪(如GAD－6型、FD－3022型等)都采用“参考源”稳谱方法。
它是利用“参考源”(如137 Cs、133 Ba等)放出的单色伽马射线在仪器谱中形成一个不受干扰的“参考峰”，通过峰位跟踪和负反馈技术，自动调节探测器的工作电压或脉冲放大器的放大倍数，来补偿因外界条件变化所产生的谱漂;或者调节脉冲幅度分析器的阈压、道宽来跟随谱峰的漂移。
基于AD9834的多功能函数信号发生器的设计
基于AD9834的多功能函数信号发生器的设计作者：史蕊刘威鹏来源：《电脑知识与技术》2013年第33期摘要：介绍了DDS的原理，并采用ATmega48处理器和DDS芯片AD9834实现了多功能函数信号发生器的软硬件设计。
该信号发生器除能产生正弦波、方波和三角波多种波形外，还具有占空比、振幅程控可调，信号数字调制和扫频等功能，实验表明该设备性能稳定，成本低，失真度低。
关键词：直接频率合成技术（DDS）；椭圆滤波器；贝塞尔滤波器；FSK、PSK调制中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）33-7606-03在电子，通信，电力系统等多领域的实验和测量中，常需要使用特定波形，特定频率和特定幅值的电信号作为测试输入激励或载波信号等，以完成对电子系统的信号分析、功能测试或信号调制的实现。
函数信号发生器不仅能实现上述功能，还是网络分析仪，频谱仪等高性能仪器的重要组成部分。
因此说函数信号发生器有着广泛的使用范围和重要的研究意义[1-4]。
函数信号发生器又称信号源或振荡器，能产生三角波、方波，正弦波等多种波形。
DDS（直接数字频率合成器）作为一项关键的数字化技术，具有频率切换速度快、频率分辨率高、相位连续变换，稳定度高、集成度高等优点[5]。
该文以Atmega48为处理器结合DDS芯片AD9834设计了性能稳定，精度可靠的多功能函数信号发生器。
1 DDS工作原理DDS技术是从连续信号的相位Φ出发，将一个余弦信号取样、量化、编码，形成一个余弦函数表存储在ROM中。
合成时改变相位增量，由于增量不同，一个周期内的取点数也不同，这样产生的正弦信号的频率也就不同，从而达到频率合成的目的。
本系统采用TI公司的DDS芯片AD9834。
其中它的相位累加器为28位，取其高12位作为读取余弦波形存储器的地址，其最高工作时钟频率为75MHZ，可产生高达30MHZ的波形，其DAC分辨率是10位[6]。
AFG2021-SC 任意函数发生器说明书
任意函数发生器AFG2021-SC产品技术资料利用 AFG2021-SC 任意函数发生器，您可以入门级价格创建所需的信号。
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这些信号可以如同音频或时钟信号一样简单，也可以如同串行数据流或车祸期间的安全气囊传感器输出一样更加复杂。
凭借 20 MHz 带宽、14 位分辨率和 250 MS/s 采样率，AFG2021-SC 任意函数发生器可以入门级价格创建简单和复杂的信号。
利用 9 种标准波形、25 种内置应用波形、调幅功能以及内置噪声发生器，可以快速创建完全满足设计所需的信号。
直观的用户界面最先见诸于 AFG3000 系列任意函数发生器的创新性易用功能部件是 AFG2021-SC 构建块，提供对设置和运行功能的快速访问。
程控音频OCL功率放大器
课程设计任务书学生姓名: 专业班级：指导教师： 刘雪冬 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 程控音频OCL 功率放大器初始条件：用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下要求：1) 失真度≤3%时，输出功率P 0≥7.5W ；2) 频率响应为(20~22000)Hz ；3) 在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测 量、显示输出功率，显示的输出功率(P s )与设定功率(P g )的相对误差为。
()3%s gg P P P -≤要求完成的主要任务:设计一个功率可程控、有输出功率显示的OCL 音频功率放大器电路。
后级OCL 功率放大部分用分立元件制作，供电电源为±15V ，输入信号电压幅度为(10~1000)mV rms ，负载为为8欧电阻。
指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日摘要本程控音频OCL 功率放大器用单片机作为主控制器，通过数字电位器AD5220对信号增益进行调整，准确控制OCL 输出功率。
在交流信号输入端短路接地时，可使得输出端交流信号小于3 ;频率响应在（20～22000）Hz 范围内，实现了输出信号无失真。
关键词：OCL 功放，程控。
ABSTRACTProgramme-controlled Audio OCL Power AmplifierAbstract: Theprogramme-controlled Audio OCL power amplifier is basedon a MCU controller. It can control output power of OCL nicety bydual digital potentiometer AD5520. When a short circuit is caused at AC signalinput port , the output AC signal is lower than 2 .And outputsignal is not distortion between 20 to 22000Hz.Keywords: OCL Power Amplifier，Programme-controlled.前言全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频设备节能环保的要求，迫使人们尽快开发出高效、节能、数字化的音频功率放大器，它应该具有输出功率可程序控制和失真度低的特点。
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软件实现高分辨率的非易失性数字电位器的方法
巧妙的利用软件编程，将 X9241 内部的四个 64 抽头数字电位器组成一个
高分辨率低成本的数字电位器
数字电位器（DCP）是专为替代传统机械电位器、可变电阻器而设计的新型
集成电路。其通过 I2C、SPI 以及 CS,U/D,INC 三线方式与 MCU 接口，可实现
应用程控调节，也有按钮控制方式，从而实现与传统机械电位器或可变电阻器
相同的电位、电阻调节功能的特殊集成电路。与传统机械电位器相比，数字电
位器具有数字调节、长寿命、易于装配、节省空间、不受振动影响等突出优点，
已被广泛应用于医用设备、仪器仪表、工业控制、计算机、家用电器、手机、
数码产品等各个领域。
在有些应用中，如激光二极管的动态偏置调节，使用数字电位器或者微调
DAC 来控制电压，就受到了分辨率、接口、成本的限制。为了解决这类问题，
我们将在这里介绍使用低分辨率（64 抽头）、低成本的 Intersil（Xicor）公司
I2C 总线控制数字电位器 X9241 组成一个高分辨率（8001 抽头）的数字电位器
的解决方法。
实现高分辨率的原理
我们假设有三个数字电位器，POT1 和 POT2 为 64 抽头 DCP，POT3 为 128
抽头 DCP，其中 POT1 和 POT2 用作 POT3 的 VH 和 VL 的设置，并且必须保
证 POT1 和 POT2 始终为“1”个位置间隔，那么就有 63 种不同的电压间隔施加