Принципиальная схема.

Обоснование выбора и расчет элементов принципиальной схемы.

Микроконтроллер ATmega8.

Выбор данной версии микроконтроллера (ATmega8) обусловлен его распространенностью, невысокой ценой и соответствием всем нужным требованиям.

Питание:

№	Название	Описание
7	VCC	напряжение питания
8,22	GND	Общий (земля)
20	AVcc	напряжение питания для модуля АЦП
21	ARef	вход опорного напряжения для АЦП

Порт B:

№	Название	Описание
14	PB0	цифровой порт РВ0
14	ICP1	захват входа 1
15	PB1	цифровой порт РВ1
15	OC1A	выход сравнения/ШИМ 1А
16	PB2	цифровой порт PB2
16	OC1B	выход сравнения/ШИМ 1В
16	SS	вход Slave для SPI
17	PB3	цифровой порт РВЗ
17	OC2	выход сравнения/ШИМ 2
17	MOSI	вход данных в режиме Slave для SPI и ISP / выход данных в режиме Master для SPI и ISP
18	PB4	цифровой порт РВ4
18	MISO	вход данных в режиме Master для SPI и ISP / выход данных в режиме Slave для SPI и ISP
19	PB5	цифровой порт РВ5
19	SCK	тактовый вход в режиме Slave для SPI и ISP / тактовый выход в режиме Master для SPI и ISP
9	PB6	цифровой порт РВ6 при работе от встроенного генератора
9	XTAL1	тактовый вход, кварцевый или керамический резонатор
9	TOSC1	не используется при работе от внешнего генератора
10	PB7	цифровой порт РВ7 при работе от встроенного генератора
10	XTAL2	для подключения кварцевого или керамического резонатора
10	TOSC2	тактовый выход при работе от встроенного генератора

Порт C:

№	Название	Описание
23	PC0	цифровой порт РС0
23	ADC0	аналоговый вход канал 0
24	PC1	цифровой порт РС1
24	ADC1	аналоговый вход канал 1
25	PC2	цифровой порт PC2
25	ADC2	аналоговый вход канал 2
26	PC3	цифровой порт РСЗ
26	ADC3	аналоговый вход канал 3
27	PC4	цифровой порт РС4
27	ADC4	аналоговый вход канал 4
27	SDA	канал данных для 2-проводного последовательного интрефеиса
28	PC5	цифровой порт РС5
28	ADC5	аналоговый вход канал 5
28	SCL	тактовый выход для 2-проводного последовательного интерфейса
1	PC6	цифровой порт РС6
1	RESET	внешний сброс

Порт D:

№	Название	Описание
2	PD0	цифровой порт PD0
2	RxD	вход приемника USART
3	PD1	цифровой порт PD1
3	TxD	выход передатчика USART
4	PD2	цифровой порт PD2
4	INT0	внешнее прерывание канал 0
5	PD3	цифровой порт PD3
5	INT1	внешнее прерывание канал 1
6	PD4	цифровой порт PD4
6	XCK	внешний такт для USART
6	T0	внешний вход Timer 0
11	PD5	цифровой порт PD5
11	T1	внешний вход Timer 1
12	PD6	цифровой порт PD6
12	AIN0	вход аналогового компаратора канал 0
13	PD7	цифровой порт PD7
13	AIN1	вход аналогового компаратора канал 1

Напряжение питания: +4,5 – +5,5 В.

Напряжение питания АЦП: 5 В.

ЦАП1/ЦАП2

Выбор данного ЦАПа (AD5320BRM) обуслевлен тем, что нам необходим одноканальный простейший ЦАП с низким энергопотреблением и ценой (для оптимизации энергетических и финансовых затрат).

VOUT аналоговое вых. напряжение

GND земля

SCLK сигнал синхроимпульсов.

SYNC синхровход.

VDD вход питания

DIN ввод данных

U питания 5В

Перемножитель (УМ).

Данный элемент был выбран в связи с тем, что для выполнения поставленной цели необходим двухканальный аналоговый перемножитель с низким энергопотреблением и не высокой ценой (для оптимизации затрат). AD633 отвечает всем сформулированным запросам и не привносит серьёзной погрешности в передаваемый сигнал при работе.

Pin No.	Mnemonic	Description
1 -4		Сигналы,полежащие пермножению
5	−VS	Отр. питание
6	Z	Общ.вход
7	W	Выходной сигнал
8	+VS	Пол.питание

V_W = α × (V_X × V_Y)/ 1 V + V_Z

_{Устанавливая} α =1, получаем V_W = (V_X × V_Y)/ 1 V + V_Z

_{Z=0,5 кОм, каждый входной контакт имеет R=0.25 кОм,V=1,тогда перемножение будет переходить по формуле} V_W = (V_X × V_Y)/ 1*1 + V_Z

Преобразователь напряжения

(Источник опорного напряжения)

Выполняет функцию преобразования напряжения с 9В до 5В. Было выбрано устройство ADR125,т.к. оно соответствует заданным требованиям.

№	Название	Описание
1,5,6	NC	нет соединения
2	GND	Заземление
3	Vin	вход устройства
4	Vout	выход устройства

• Low dropout: 300 mV for ADR121, ADR125

• High output current: +5 mA/−2 mA

• Low typical operating current: 85 μA

• Input range: 2.7 V to 18 V for ADR125

• Temperature range: −40°C to +125°C

• Tiny TSOT (UJ-6) package

Дисплей.

Выбор данного дисплея(WH1602D) обусловлен его низким энергопотреблением, простотой подключения и низкой ценой.

Усилитель низких частот. Мы выбрали данную модель УМЗЧ(TDA7052),потому что она является наиболее дешевой, простой и удовлетворяет заданным требованиям, согласованна по сопротивлениям.

1. Напряжение питания (Vp) 4,5 .... 18V. номинал..............6 V. 2. Ток покоя, максимальный...............12mA. номинальный (Vp=6V) .... 7 mA. 3. Выходная мощность TDA7052A при КНИ = 10%, Vp=4,5V, RL=80m .... 1 W. при КНИ = 10%, Vp=6V, RL=80m.....1,1W. при КНИ = 0,3%, Vp=6V, RL=80m .... 0,5W. 4. Выходная мощность TDA7052AT при КНИ = 10%, Vp=4,5V,RL=160m .. 0,5W. при КНИ = 10%, Vp=6V, RL=160m .. 0,55W. при КНИ = 0,3%, Vp=6V, RL=160m .. 0,25W. 5. Диапазон рабочих частот при неравномерности 1 дб............... 1....300000 Гц. 6. Входное сопротивление............20 кОm. 7. Максимальный ток потребления ... 1,25 А

Алгоритм работы устройства.

Начало.

Ввод τ; j₀=0; i₀=1

i= i₀;

(амплитуда колебаний)

Вывод: амплитуда, частота (на дисплей)

Вывод sin через порт PB₀

Вывод i через порт PB₃

Нажатие кнопки Reset

j= j₀;(частота колебаний)

j=j+1

Расчёт sin

i=i+1

Обработка сигнала

Передача сигнала на ЭМП

Нажатие кнопки Ч

Да

Нет

Да

Нет

Закончить исследование

Нет

Вывод среднего на дисплей

Конец