基于PIC16F877A的混沌信號發(fā)生器的設計

2 基于PIC16F877A的混沌信號發(fā)生器的硬件設計
基于最經(jīng)典的Lorenz混沌方程，用輸出電壓U，W代替Lorenz混沌系統中的兩個(gè)變量x，z；利用單片機PIC16F877A軟件編程方法產(chǎn)生二路數字混沌信號，再經(jīng)D／A轉換成模擬混沌信號、電壓放大后與低頻信號混頻、調制，再進(jìn)行功率放大，從而得到可應用于生物醫學(xué)的混沌信號源。具體框圖如圖3所示。

2．1 數字混沌信號的產(chǎn)生
混沌信號的產(chǎn)生方法很多，可以利用模擬元件進(jìn)行產(chǎn)生模擬混沌信號，也可用采用單片機或DSP等芯片，利用軟件方法產(chǎn)生數字混沌信號。由于數字方法具有保密性好、電路簡(jiǎn)單、信號產(chǎn)生穩定等優(yōu)點(diǎn)，加上PIC單片機的硬件系統設計簡(jiǎn)潔，指令系統設計精練，故該電路采用PIC16F877A單片機作為主芯片，電路如圖4所示。系統時(shí)鐘采用標準的4 MHz的晶體振蕩方式XT，復位電路采用MCLR外接低電平信號進(jìn)行人工復位，單片機I／O端口B和C分別輸出混沌數字信號。
2．2 D／A轉換電路
由于混沌信號要與低頻音樂(lè )信號進(jìn)行混頻、AM調制，故數字混沌信號必須進(jìn)行數／模轉換，電路中采用DAC0832進(jìn)行D／A轉換，如圖5所示。

C3和C4為濾波電容，主要對電源進(jìn)行高頻和低頻濾波，10腳和3腳分別接數字地和模擬地，以減少數字／模擬接地干擾，通過(guò)D／A轉換，把電壓信號轉換為交流電流從第11腳輸出。
2．3 電壓放大電路
由于PIC產(chǎn)生的信號比較微弱，必須進(jìn)行電壓放大，采用LM386進(jìn)行電流一電壓轉換和電壓放大，如圖6所示。信號通過(guò)U5實(shí)現電流一電壓轉換電路，通過(guò)RP2電位器進(jìn)行取樣，然后經(jīng)U6進(jìn)行電壓放大，輸出送至后一級電路。