harbin institute of technology
设计说明书（**）
课程名称： 数字电子技术
设计题目： 波形发生电路
院系： 航天学院。
班级： 0804103
设计者： 彭华。
学号： 1080410315
设计时间： 2010.12.09
基于eprom的可编程波形发生器。
一．设计要求。
在计算机控制、电子测量、通讯与电视等系统。
中，常常要用到各种模拟连续波形，如锯齿波、三。
角波、正弦波等。
设计要求：1、以eprom2764芯片构成可编程多种连续波形发生器，产生方波、三角波、锯齿波和正弦波四种波形；
2、输出波形周期t=1s；
3、四种波形可选择输出；
二．总体方案。
方案描述：整体设计分为五部分。以555定时器产生频率约为256hz的方波，作为计数器的触发信号，计数器的输出作为地址选择信号，随着计数器的增加（级联后为256制计数器），相继选择相应地址的信号，即相应波形的电压值，eprom内数字信号经过数模转换即可得到所选择的波形。
其中波形选择线也为地址线，在其地址范围内存着相应波形对应的二进制信号。
三．电路中各部分原理及方案。
1.555定时器构成多谐振荡器。
1.1 555定时器的工作原理。
555定时器是一种用途广泛的模拟数字混合集成电路。它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器、压控振荡器等多种应用电路。555定时器主要由比较器、触发器、反相器和由三个5k电阻组成的分压器等部分构成。
555功能表：
⑤cv ⑥th ②tl ④r ③out ⑦dis
直流l ll通
悬空 ＞2vcc/3 ＞vcc/3 hl l通
交流 ＜2vcc/3 ＞vcc/3 hlh 通断。
接地 ＜2vcc/3 ＜vcc/3 hh h断。
1.2 555定时器构成多谐振荡器的电路连接。
555定时器构成的多谐振荡器如图所示。它是将两个触发端合并在一起，放电端接于两电阻之间。
利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是ra、rb和c，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2vcc/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到vcc/3时，电路的状态又开始翻转， 如此不断循环。
电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。
1.3 多谐振荡器参数的计算。
振荡器输出波形如下：
输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算：
tw1 ：uc (0) =vcc /3 v、uc (∞vcc 1=(ra+ rb)c
当t= tw1时，uc (tw1) =2 vcc /3代入三要素方程。于是可解出。
tw2 ：uc (0) =2vcc /3 v、 uc (∞0v 1= rbc
当t= tw2时，uc (tw2) =vcc /3代入公式。于是可解出。
对于图所示的多谐振荡器，因t1＞t2，它的占空比大于50% ，占空比不可调节。下图是一种占空比可调的电路，该电路因加入了二极管，使电容器的充电和放电回路不同，可以调节电位器使充、放电时间常数相同。如果ra=rb，调节电位器可以获得50%的占空比。
通过调节电位器的值，测555定时器输出端方波，使其占空比为50%
2.中规模同步加法计数器
中规模集成电路计数器，在一个单片上将整个计数器全部集成在上面，比小规模集成电路构成的计数器有更多的功能，有的还能方便地改变计数进制。
本次设计采用74ls161。
2.1 其功能表如下：
ep和et是计数使能端，ep=et=h、cr =h、ld =h时，在时钟上升沿作用下可执行计数功能。若ep和et中有一个是低电平则禁止计数，rco为进位输出信号。通过这些管脚可实现级联。
按照功能表，连接电路使其工作在计数状态。
2.2 计数器的进位使能与计数器的级联
当计数容量不够时，需要几片计数器级联组成计数链。对于多位计数链的规则是，只有所有的低位片计数器计入最大数时，高位片才计数，否则该片处于保持状态。
图示为三片2/10进制计数器进行级联的连线图，图中第i片计数器的et=ep=1，rco（ripple carry-out）接第ii片的et端，第ii片的rco接第iii片的et端。计数器在时钟的作用下从全“0”开始计数，直至计数到999，rco起到进位使能的作用。
d/a转换器
自然界中存在的物理量大都是模拟量，如温度、时间、角度、速度等。随着数字技术的迅速发展，尤其是计算机的广泛应用，用数字电路处理模拟信号的情况非常普遍。
d/a转换器是利用电阻网络和模拟开关，将二进制数d转换为与之成比例的模拟量，n位二进制数d可以写成 :
输出应当是与输入的数字量成比例的模拟量a
a=kd=k k为一个常量，单位为伏特。
按照上图的级联方式，可实现161的级联。
3. 可编程逻辑器件。
可编程逻辑器件是在半导体存储器基础上发展起来的一。
种大规模集成电路，它通过对器件内部的编程来改变器件的。
逻辑功能，可以实现在普通的实验室制作专用集成电路。
3.1 rom的结构和工作原理
1)rom的结构。
rom的电路结构主要包括三部分：地址译码器，存储。
矩阵，输出缓冲器。如下图所示。
图中地址译码器有n个输入，它的输出w0、w1、……wn-1共有n=2n个，称为字线(或称选择线)。字线是rom矩阵的输入，rom矩阵有m条输出线，称为位线。
字线与位线的交点，即是rom矩阵的存储单元，存储单元代表了rom矩阵的容量，所以r矩阵的容量等于w×d。输出缓冲器的作用有两个，一是能提高存储器的带负载能力，二实现对输出状态的三态控制，以便与系统的总线联接。
2) rom的工作原理
下图是一个说明rom结构和工作原理的电路，rom
矩阵的存储单元是由n沟道增强型mos管构成的，mos管采。
用了简化画法。
具有：2位地址输入码；
4条字线w0、w1、w2、w3；
4位数据输出，即4条位线d0、
d1、d2、d3；
共16 个存储单元。
地址译码器相当于最小项译码器，如下图所示，其输入a1、a0称为地址线。二位地址**a1a0能给出4个不同的地址。每输入一个地址，地址译码器的字线输出w0-w3中将有一根线为高电平，其余为低电平。
即每一个输出对应一个最小项。 当字线w0-w3某根线上给出高电平信号时，都会在位线d3-d0四根线上输出一个4位二进制**。例如，当输入一个地址码[a1a0]=00时，字线w0被选中（高电平），其他为低电平，则该字线上信息就从相应的位线上读出，[d3d2d1d0]=0101 。
3.2 eprom2764
本次设计采用的是eprom2764
在集成只读存储器中，最常用的是eprom。
eprom有等型号。存储容量分别为2kkkk×8个单元，(型号27后面的数字即为以千计的存储容量)。其管脚图如下：
是片选端， 为低电平时起片选作用， 等于高。
电平时2764输出为高阻，与总线脱离，芯片不工作。pgm为编程脉冲输入线，oe为数据输选通线。vcc=5v时，工作电流约100ma,维持电流50ma；vpp为编程电源，编程时。
vpp=25v，读出时vpp=5v。
eprom2764的五种工作方式，见下表。
eprom编程。
1)对波形进行量化。
先将波形按时间16等分后，分别按电压幅值进行量化，对于复杂波形或精度要求高的波形可按时间256等分来进行量化，则精度可很高。此处以16等分来量化三角波为例。
2)对波形进行数字编码，列出编码真值表。
将量化后的波形幅值按8421码进行数字编码，因为三角波是按16等分来量化，则二进制编码需要四位d3，d2，d1，d0来表示，对应的地址输入也需要四位a3，a2，a1，a0。量。
化等分为时，编码位数为n位，若按256( )等分来量化波形时，对应的二进制编码需要八位d7，d6，d5，d4，d3，d2，d1，d0，此时eprom的地址输入也为八位a7，a6，a5，a4，a3，a2，a1，a0。
4. d/a转换器。
4.1转换器原理。
自然界中存在的物理量大都是模拟量，如温度、时间、角度、速度等。随着数字技术的迅速发展，尤其是计算机的广泛应用，用数字电路处理模拟信号的情况非常普遍。 d/a转换器是利用电阻网络和模拟开关，将二进制数d转换为与之成比例的模拟量，n位二进制数d可以写成 :
输出应当是与输入的数字量成比例的模拟量a
a=kd=k
k为一个常量，单位为伏特。
4.2集成d/a转换器dac0832
1)引脚功能。
2）工作方式。
1)直通工作方式：wr1、wr2、xfer及cs接低电平，ile。接高电平。即不用写信号控制，外部输入数据直通内部8位d/a转换器的数据输入端。
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