基于单片机和CPLD的任意波形发生器的设计

在超声技术日益发展的今天，一个高质量的超声信号源成为各种超声产品的主动力。传统模拟超声信号源的智能化控制尚不完善,只能直接产生适当频率的电信号，用以驱动特定的超声波换能器。这对于信号源的合理利用是一个较大的弊端。本文介绍了一种采用单片机与复杂可编程逻辑器件(CPLD)相结合的方法设计的新型任意波形发生器(AWG)。其中波形合成采用了直接数字合成(DDS)技术。本系统能输出频率和幅度可调的多种标准函数波以及任意波形。信号频率范围覆盖超低频和高频，同时极大地提高了频率的分辨率和准确度，因此可以用它代替常用的模拟超声信号源。本系统采用单片机（AT89S52）对整机的输入、输出过程和波形数据采集进行控制。高速的CPLD（EPM7128S）将波形数据从存储器（AT28C256）中读出并送给波形生成DAC（AD7524）进行转换，形成所要的波形。并通过改变幅度控制DAC（DAC0832）的输入值来调节输出波形的峰值。用户通过面板上的矩阵键盘和1602液晶模块进行人机交互。串行E2PROM（AT24C02）实现了波形数据掉电保存功能。任意波形数据既可由输入的模拟信号经A/D转换后获得，也可采用具备RS-232接口的手写板直接输入。