[發(fā)明專利]一種基于微控制器的波形產(chǎn)生系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210005891.0
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102684648A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海濤;張聚偉;梁云朋;葉宇程;白舸
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

1.一種基于微控制器的波形產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于：該波形產(chǎn)生系統(tǒng)包括微控制器、雙端口SRAM、時鐘芯片、分頻器、可逆二進(jìn)制計數(shù)器、2位計數(shù)器、1位計數(shù)器、選擇開關(guān)、同相比例放大電路和反相比例放大電路，微控制器分別與雙端口SRAM、分頻器和可逆二進(jìn)制計數(shù)器相連，時鐘芯片的輸出端與分頻器的輸入端相連，分頻器的輸出端與可逆二進(jìn)制計數(shù)器相連，可逆二進(jìn)制計數(shù)器的輸出端分別與雙端口SRAM、1位計數(shù)器和2位計數(shù)器相連，雙端口SRAM的輸出端與同相比例放大電路和反相比例放大電路的輸入端相連，同相比例放大電路和反相比例放大電路的輸出端與模擬開關(guān)相連，1位計數(shù)器的輸出端和可逆二進(jìn)制計數(shù)器的控制端相連，2位計數(shù)器的輸出端和選擇開關(guān)的控制端相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微控制器的波形產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于：所述的微控制器和雙端口SRAM之間還設(shè)置有譯碼器、鎖存器和緩沖器，微控制器的地址口和譯碼器輸入端相連，譯碼器輸出端和鎖存器及緩沖器相連，微控制器的數(shù)據(jù)口與鎖存器和緩沖器相連，譯碼器用以產(chǎn)生片選信號，鎖存器和緩沖器用于擴(kuò)展微控制器的I/O口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于微控制器的波形產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于：所述的雙端口SRAM的輸出端和同相比例放大電路及反相比例放大電路的輸入端之間連有D/A轉(zhuǎn)換器，該D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端與雙端口SRAM的輸出端相連，該D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與同向比例放大電路及反向比例放大電路的輸入端相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微控制器的波形產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于：該波形產(chǎn)生系統(tǒng)的工作過程為：

微控制器發(fā)出分頻控制信號，得到計數(shù)器的輸入時鐘，從而確定波形的周期；同時發(fā)出分頻器、計數(shù)器、SRAM右端口片選信號和讀出信號,以及緩沖器使能信號；分頻器輸出信號作為可逆計數(shù)器的時鐘，計數(shù)器輸出作為SRAM的右端口地址信號；SRAM的右端口的數(shù)據(jù)線即輸出了第一個周期的前1/4波形，并經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，同相比例放大后輸出；計數(shù)器計數(shù)結(jié)束，發(fā)出計數(shù)滿輸出信號，經(jīng)過1位計數(shù)器產(chǎn)生改變計數(shù)方式信號，將計數(shù)器由加1計數(shù)改為從最大值減1計數(shù)，從而輸出和前1/4波形關(guān)于Y軸對稱的波形，并經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，同相比例放大后輸出；當(dāng)計數(shù)又結(jié)束，則計數(shù)器發(fā)出計數(shù)滿輸出信號，并經(jīng)過1位計數(shù)器產(chǎn)生改變計數(shù)方式信號，將計數(shù)器由減1計數(shù)改為從0開始后加1計數(shù)，同時經(jīng)過2位計數(shù)器產(chǎn)生模擬開關(guān)控制信號，將D/A轉(zhuǎn)換的輸出經(jīng)反相比例放大后輸出；當(dāng)計數(shù)再次結(jié)束，則計數(shù)器發(fā)出計數(shù)滿輸出信號，并經(jīng)過1位計數(shù)器產(chǎn)生改變計數(shù)方式信號，將計數(shù)器由加1計數(shù)改為從最大值開始后減1計數(shù)，輸出數(shù)字波形數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，進(jìn)一步經(jīng)反相比例放大后輸出，從而得到所需的波形。

5.一種基于微控制器的波形產(chǎn)生方法，其特征在于：該波形產(chǎn)生方法的步驟如下：

1）.根據(jù)系統(tǒng)對波形的精度和周期要求，計算出波形每個周期內(nèi)所需的點數(shù)和每一點的幅值，并排除掉每個周期內(nèi)的重復(fù)數(shù)據(jù)，并選擇合適容量和數(shù)據(jù)位數(shù)的雙端口SRAM；

2）.根據(jù)波形的周期，選擇合適的時鐘電路和分頻電路，產(chǎn)生合適的時鐘信號作為可逆二進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)時鐘，其輸出的二進(jìn)制計數(shù)信號作為SRAM的右端口地址線；

3）.微控制器通過雙端口SRAM的左端口將波形周期中初始的一段沒有重復(fù)的波形數(shù)據(jù)寫入SRAM中；

4）.微控制器發(fā)出命令，選中計數(shù)器和雙端口SRAM，計數(shù)器正向計數(shù)，逐個選中雙端口SRAM中的波形數(shù)據(jù)，并將SRAM中的波形數(shù)據(jù)輸出，然后數(shù)字波形轉(zhuǎn)換成模擬波形；

5）.如果周期內(nèi)后面的一段波形數(shù)據(jù)和存儲在SRAM中的波形數(shù)據(jù)大小關(guān)于縱軸對稱，則利用可逆二進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)完畢信號，并在其開始重新計數(shù)之前，將可逆二進(jìn)制計數(shù)器設(shè)置為反向計數(shù)，然后將存儲在SRAM中的波形數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和正相放大電路后輸出波形；

6）.如果周期內(nèi)后面的一段波形數(shù)據(jù)和存儲在SRAM中的波形數(shù)據(jù)大小關(guān)于橫軸對稱，則利用可逆二進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)完畢信號，并在其開始重新計數(shù)之前，將放大電路設(shè)置為反相放大電路，然后將存儲在SRAM中的波形數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和反相放大電路后輸出；

7）.重復(fù)執(zhí)行步驟4至6直至產(chǎn)生出所需波形。