一、任务
设计并制作一个如下图所示,基于 STM32F103 单片机74LS74D触发器、LM324 运放等芯片组成能产生方波、三角波、正弦波等多种波形的最小电子系统,并能完成频率设定和显示。
 
二、设计制作要求
1、基本要求
 
(1) 要求单路+10V 供电, 使用电源管理芯片,产生 -10V、5V、3.3V 等多路电压,能给多种波形发生器供电;
 
(2) 使用 74LS74 触发器,产生输出频率 10-20kHz 可调,输出电压幅度峰峰值为3V的方波,此时触发器输入信号由信号发生器产生;
 
(3) 使用 74LS74 触发器,产生输出频率 5-10kHz 可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的三角波;如何稳幅?
 
(4) 产生输出频率 10-30kHz 可调, 输出电压幅度峰峰值为 3V 的正弦波;正弦波产生?
 
要求以上输出波形无明显失真,频率和输出电压误差小于 5%,每级负载电阻均为 1KΩ。
 
2、发挥部分
 
(1) 要求用单片机产生输出 20-50kHz 的方波,输出电压幅度峰峰值为 3V;
 
(2) 单片机产生的方波频率可由”+”,”-“按键设定;
 
(3) 单片机设定的方波频率和波形发生器输出的正弦波频率可由 LCD 显示;
 
(4) 其他创新功能。
 
 
首先理一下思路,电源由开关电源产生 -10v,5v 和 3.3v 由基准电源芯片产生。
 
其次是 STM32 产生输出 20-50kHz 的方波,电阻分压得到 3V 的电压
 
经过 74LS74D触发器二分频率得到产生输出频率 10-20kHz 可调,输出电压幅度峰峰值为3V的方波
 
再次二分频再用米勒积分电路产生使用 74LS74 触发器,产生输出频率 5-10kHz 可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的三角波,幅值的稳定统一使用分压的方法,三角波出现了交越失真,通过提供偏置,将三角波抬高,同时上一级负载用 1K 滑动变阻器,其中间输出方波也有利于抬升三角波,运放电源加滤波电容可以提升波形质量。
 
正弦波采用无源滤波加后级放大的方式,由于正弦波是三角波滤波后产生通过提高三角波频率范围使用低通滤波器,三角波在后面衰减严重,所以采用两级 RC 滤波分别放大避免后级放大不足和前级放大截止的现象,但是实际制作时发现截止频率设为 30K 时 30K 的波抖动严重而 10K 的波形很完美,所以采用两级滤波设置时提高截止频率第一级滤波器截止频率设为 30KHz 第二级设为 60KHz
 
创新为占空比可调
 
最后完成题目所有指标
 
仿真和实物如下图:
 
 
 
制作过程不小心把 STM32 给烧了,要抹点锡才能取下来最后感觉助焊剂真的很好用!