AT89单片机信号发生器设计+硬件电路图+原理框图+源程序+流程图 第4页
在设计印刷电路板时，晶体或陶瓷谐振器和电容应尽可能靠尽单片机芯片安装，以减少寄生电容，更好是保证谐振器稳定和可靠地工作。为了提高温度稳定性，应采用NPO电容。
（2）外部时钟方式
外部时钟方式是利用外部振荡信号源直接接入XTAL1、XTAL2。由于HMOS和CHMOS单片机内部时钟进入的引脚不同（CHMOS型单片机由XTAL1进入，HMOS型单片机由XTAL2进入），其外部振荡信号源接入的方式也不同。HMOS型单片机的外部振荡信号源的接入方法：外部振荡信号接至XTAL2，而内部的反相放大器的输入端XTAL1应接地。由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上拉电阻。在CHMOS电路中，因内部时钟引入端取反相放大器的输入端（即与非门的一个输入端），故采用外部与HMOS型有所不同，外部信号接至XTAL1，而XTAL2可不接地。外部振荡信号通过一个2分频的触发器而成为内部的时钟信号。故对外部信号的占空比没什么要求，但高电平持续时间和低电平持续时间应大于20ns.
（3）本设计方案
由于对上述两方案的分析，在本设计中选择内部时钟方式。如图3－2所示：
图3-2 时钟电路
在外部晶体上选用晶体振荡器，频率为11.0592MHz，为提高频率稳定性，CX1、CX2都为30pF。
3.1.3 复位电路
复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。本原理如图 3-3 所示。上电复位时，由于组成了一个 RC 低通网络，所以比较器的正相输入端的电压比负相端输入电压延迟一定时间。而比较器的负相端网络的时间常数远远小于正相端RC 网络的时间常数，因此在正端电压还没有超过负端电压时，比较器输出低电平，经反相器后产生高电平。复位脉冲的宽度主要取决于正常电压上升的速度。由于负端电压放电回路时间常数较大，因此对电源电压的波动不敏感。
复位电路时，应着重考虑电源电压的波动性。当系统工作在恶劣环境下时，外界干扰的窜入可能引起毛刺电压，从而导致不正常的复位。为此有必要根据毛刺电压的峰峰值以及脉宽采取以下措施：
（a）当毛剌电压峰峰值没有达到电源电压的正常值与系统正常工作所需最低电压值之差时，可适当降低比较器的复位电压下限；
（b）当毛刺电压峰峰值超过电源电压的正常值与系统正常工作所需电压之差时，一方面应采取措施降低毛刺电压，另一方面应采用较为复杂的比较器型上电复位电路。
上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST 持续一段时间的高电平。如图3-3所示：
图3-3 复位电路（3-1）
当单片机已在运行当中时，按下复位键后松开，能使 RST 为一段时间的高电平从而实现开关复位的操作。
3.2 信号产生电路
3.2.1 信号产生芯片介绍
MAX038是Maxim公司生产的一种高速函数发生器，工作频率范围为 0.1Hz～20MHz, 扫频范围可达 350 倍。矩形波输出时,调节DADJ引脚的输入电压，使其在 ±2. 3V 范围变化时，可以使输出波形的占空比在15 %～85 %范围变化。MAX038使用 ±5V 的电源。输出信号的幅度为 2VPP，输出阻抗的典型值为 0. 1Ω, 可直接驱动100Ω的负载。优-文^论'文.网
http://www.youerw.com MAX采用DIP-20或者SO－20封装，引脚图如图3-4所示，引脚端功能如表3-1所示。
图3-4 MAX038的引脚图
表3-1 引脚端功能
引脚 名称 功能
1 REF 内部2.5V参考电压源输出端
2,6,9,11,18 GND 电源地（注意器件内部没有连接）
3,4 A0,A1 波形选择输入端
5 COSC 外部充电电容连接端
7 DADJ 占空比调节输入
8 FADJ 频率调节输入
10 IIN 频率控制电流输入
12 PDO 内部相位检测器输出（如果没有使用，应接地）
13 PDI 相位检测器参考时钟输入（如果没有使用，应接地）
14 SYNC 同步输出端
15 DGND 数字地
16 DV+ 内部同步输出供电电源
17 V+ ＋5V电源
19 OUT 波形输出端
20 V－ －5V电源
3.2.2 MAX038内部结构与工作原理
MAX038的芯片内部含有精密带隙电压基准、鉴相器和TTL同步输出，能以最少的外部元件构成多波形高频函数信号发生器，也可以应用于压控振荡器（PLL）、脉宽调制器、锁相环、频率调制器、频率合成器及FSK信号（正弦波和方波）发生器，是目前较为理想的信号产生集成芯片，如图3-5所示。
MAX038的关键特性如下：
• 工作频率范围：0.1Hz～20MHz；
• 频率扫描范围：350倍；
• 频率和占空比独立可调；
• 输出电阻：0.1 ；
• 非线性失真：小于0.75%；
• 温度系数：200ppm/℃；
• 输出波形：正弦波、三角波、锯齿波、矩形波、脉冲波；
• 输出波形：Vp-p=2V。
MAX038产生信号频率和占空比可以通过调整电流、电压或电阻来分别控制。所需的输出波形可有在A0和A1输出端设置适当的代码来选择，所有的输出波形都对称于地电位的2V（峰峰值）信号。低阻抗输出的驱动能力可以达到 mA。在SYNC输出引脚端输出一个由内部振荡产生的、于TTL兼容的、占空比为50％的波形（不管其他的波形占空比是多少），可作为系统中其他器件的同步信号。内部振荡器也可以由连接导到PDI引脚上的外部TTL时钟来同步。
MAX038的工作电源为 5V。基本的振荡器是一个交变地、以恒流向电容器（CF）充电和放电的驰张振荡器，同时也就产生一个三角波和矩形波。充电和放电电流是由流入引脚端IIN的电流来控制的，并由加到引脚端FADJ和DADJ上的电压调制。流入引脚端IIN的电流由2uA变化到750uA，对任一电容器Cf值可以上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 下一页
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