Signalgeneratoren (Funktionsgeneratoren) werden für den gesamten technischen Frequenzbereich benötigt. Die wichtigsten Signalformen sind periodische Sinus-, Rechteck-, Dreieck und Rampensignale (Sägezahn). Anwendung finden Signalgeneratoren beispielsweise in Taktgeneratoren, bei der Datenübertragung, oder Analyse von Systemen und Funktionseinheiten, als Zeitbasisgeneratoren oder als Modulatoren, in Prüfgeräten und bei vielen weiteren Aufgaben.
Das Unternehmen Wilke Technology GmbH entwickelt und produziert Mikrocontroller mit dem Namen Basic-Briefmarke und BASIC-Tiger. Die Basic-Briefmarke ist ein 8 Bit Mikrocontroller. Der BASIC-Tiger ist dagegen ein 32 Bit-Mikrocontroller. Meine Aufgabe im Rahmen der Dipl.-Arbeit ist es jetzt mit Hilfe des BASIC-Tigers einen Funktionsgenerator zu entwickeln und zu bauen. Kernstück des Funktionsgenerators ist ein Funktionsgenertor-baustein der Firma Maxim mit der Bezeichnung MAX038. Die Aufgabe des BASIC-Tigers ist es die vom Anwender erwünschten Signalformen, Frequenzen und Amplituden, die über ein Touchscreen oder Tastatureingegeben werden, an den MAX038 weiterzugeben. Der Funktionsgenerator soll Spannungen im Bereich von 0,1 V bis 10 V und Frequenzen von 10 Hz bis 10 MHz ausgeben können.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- 1.1 Aufgabenstellung der Diplomarbeit
- BASIC-Tiger
- 2.1 Blockschaltbild des BASIC-Tigers
- 2.2 Das Bussystem des BASIC-Tigers
- 2.3.1 Die logischen Adressen
- 2.3.2 Die physikalischen Adressen
- 2.3 Das erweiterte I/O-System des BASIC-Tigers (ePorts)
- 2.4 Ausgangsbausteine und Eingangsbausteine
- 2.5 Das Tiger - Basic - Device - Konzept
- 2.6 Multitasking
- MAX038
- 3.1 Zeit- und Frequenzeinstellungen
- 3.1.1 Eingang FADJ
- 3.1.1.1 Deaktivierung von FADJ
- 3.1.2 Eingang DADJ
- 3.1.3 Durchstimmung der Frequenz
- Die Schaltung
- 4.1 Blockschaltbild der Schaltung
- 4.2 Beschreibung der Schaltung
- 4.2.1 Sukzessive Approximation
- 4.2.2 R-2R-Verfahren
- 4.3 Grobabstimmung der Frequenz des MAX038
- 4.3.1 Analogschalter für Kondensatorauswahl
- 4.3.2 Begrenzte Schrittweite der Frequenz
- 4.4 Feinabstimmung der Frequenz und Tastverhältnis der Spannung des MAX038
- 4.4.1 Realisierung und Berechnung der Schaltung
- 4.4.2 Auswahl des richtigen Operationverstärkers
- 4.5 Ausgangsverstärker
- 4.5.1 FET als steuerbarer Widerstand
- 4.5.2 Ausgangsverstärker mit FET
- 4.6 Dämpfungsglied
- 4.7 Ausgangsspannung
- 4.7.1 Gleichrichter
- 4.7.2 Umrechnung
- 4.8 Frequenzmessung
- 4.9 Theoretische Betrachtung der Ausgangssignale
- Touch-Panel
- 5.1 Prinzipschaltung für das Touch-Panel
- Software
- 6.1 Flußdiagramm
- 6.2 Programmlisting
- Zusammenfassung
- Danksagung
- Anhang
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines Funktionsgenerators, der durch einen Mikrocontroller gesteuert wird. Das Ziel ist es, ein flexibles und leistungsfähiges Gerät zu schaffen, das vielfältige Frequenz- und Signalformen erzeugen kann.
- Steuerung eines Funktionsgenerators durch einen Mikrocontroller
- Design und Implementierung einer flexiblen Schaltung
- Optimierung der Frequenz- und Signalformgenauigkeit
- Integration eines Touch-Panels für die Benutzerinteraktion
- Entwicklung einer Softwarelösung zur Steuerung des Funktionsgenerators
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt die Aufgabenstellung der Diplomarbeit dar und erläutert die Relevanz des Themas. Das Kapitel "BASIC-Tiger" beschreibt die Hardwareplattform des Funktionsgenerators, einschließlich der technischen Spezifikationen und des Bussystems. Das Kapitel "MAX038" befasst sich mit der Funktionsweise des MAX038-Chips, der für die Erzeugung der Signale verwendet wird. Die detaillierte Schaltungsentwicklung wird im Kapitel "Die Schaltung" präsentiert, wobei verschiedene Techniken für die Frequenz- und Signalformgebung behandelt werden. Das Kapitel "Touch-Panel" stellt das Konzept des Touch-Panels vor und erklärt die Funktionsweise. Das Kapitel "Software" beschäftigt sich mit der Entwicklung der Software für die Steuerung des Funktionsgenerators, einschließlich des Flussdiagramms und des Programmlistings.
Schlüsselwörter
Funktionsgenerator, Mikrocontroller, BASIC-Tiger, MAX038, Frequenzsteuerung, Signalformgebung, Touch-Panel, Softwareentwicklung, Schaltungsentwicklung.
- Arbeit zitieren
- Joern Bieberle (Autor:in), 1999, Entwicklung und Aufbau eines durch einen Mikrocontroller gesteuertern Funktionsgenerators, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/19379
