步驟1：理念

有很多電路需要一些測試設備才能獲得有關電路響應的信息一定的波形。該項目基于Arduino（在這種情況下為 Arduino Nano ），使用3.7V鋰離子電池作為電源，從而使設備便攜。眾所周知，Arduino Nano板需要5V作為電源，因此電子設計包含DC-DC升壓轉換器，可將3.7V電池電壓轉換為5V電源，為Arduino供電。因此，該項目易于構建，完全模塊化，具有相對簡單的原理圖。

為電路板供電：設備有一個迷你USB連接器，從外部接收5V電源，可以是PC或外部USB充電器。電路設計的方式是，當連接5V直流電源時，鋰離子電池通過連接到電源電路的 TP4056 充電器模塊充電（主題將在下面進一步擴展）步驟）。

AD9833：集成函數發生器電路是設計的核心部分，通過SPI接口控制，能夠生成帶調頻選項的方波/正弦波/三角波。由于AD9833無法改變輸出信號幅度，因此我使用數字8位電位器作為器件輸出端點的分壓器（將在后續步驟中介紹）。

顯示器：是基本的16x2 LCD，可能是Arduino用戶中最受歡迎的液晶顯示器。為了降低能耗，可以選擇通過Arduino預定義“模擬”引腳的PWM信號調節LCD背光。

在簡要介紹之后，我們可以繼續構建過程。

第2步：零件和儀器

1：電子零件：

1.1：集成模塊：

Arduino Nano板

1602A - 通用液晶顯示器

CJMCU - AD9833函數發生器模塊

TP4056 - 鋰離子電池充電器模塊

DC-DC升壓型轉換器模塊：1.5V-3V至5V轉換器

1.2：集成電路：

SRD = 05VDC - 5V SPDT繼電器

X9C104P - 8位100KOhm數字電位器

EC11 - 帶旋轉編碼器SPST開關

2 x 2N2222A - NPN通用BJT

1.3：被動和未分類部件：

2 x 0.1uF陶瓷電容器

2 x 100uF - 電解電容器

2 x 10uF - 電解電容器

3 x 10KOhm電阻器

2 x 1.3KOhm電阻器

1 x 1N4007整流二極管

1 x SPDT撥動開關

1.4：連接器：

3 x 4針JST 2.54mm間距連接器

3 x 2針JST 2.54mm間距連接器

1 x RCA插座連接器

2：機械部件：

1 x 12.5cm x 8cm x 3.2cm塑料外殼

6 x KA-2mm拉螺絲

4 x KA-8mm鉆孔螺絲

1 x編碼器旋鈕（帽）

1 x 8cm x 5cm原型板

3。儀器和軟件：

焊臺/熨斗

電動螺絲刀

研磨多種尺寸的文件

鋒利的刀

li》

鉆頭

螺絲刀頭

熱膠槍

迷你USB電纜

Arduino IDE

Caliper/ruler

第3步：原理圖說明

為了便于理解原理圖，描述分為子電路，而每個子電路都有每個設計模塊的責任：

1。 Arduino Nano Circuit：

Arduino Nano模塊充當我們設備的“主腦”。它可控制設備上的所有外圍模塊，包括數字和模擬操作模式。由于該模塊具有自己的迷你USB輸入連接器，因此它既可用作電源輸入，也可用作編程接口輸入。因此，J1 - 迷你USB連接器與Arduino Nano（U4）的原理圖符號分離。

可以選擇使用專用模擬引腳（A0..A5）作為通用I/O，因此某些引腳用作數字輸出，與LCD和AC/DC耦合選擇器件的輸出。 模擬引腳A6和A7是專用模擬輸入引腳，僅可用作ADC輸入，因為Arduino Nano微控制器ATMEGA328P TQFP封裝，如數據表中所定義。請注意，電池電壓線VBAT連接到模擬輸入引腳A7，因為我們需要獲取其值以確定鋰離子電池電壓的低電池狀態。

2 。電源：

電源電路基于通過3.7V轉換為5V的鋰離子電池為整個設備供電。 SW1是一個SPST切換開關，用于控制整個電路的功率流。從原理圖中可以看出，當外部電源通過Arduino Nano模塊的micro-USB連接器連接時，電池通過TP4056模塊充電。確保電路上存在多個值的旁路電容，因為有一個DC-DC升壓轉換器可以切換接地噪聲和整個電路的5V電位。

3。 AD9833和輸出：

該子電路提供適當的輸出波形，由AD9833模塊（U1）定義。由于器件（5V）上只有一個電源，因此需要將耦合選擇電路連接到輸出級聯。 C1電容串聯連接到幅度選擇級，并可通過繼電器電感上的驅動電流進行靜音，從而使輸出信號直接跟蹤到輸出級。 C1具有10uF的值，即使是低頻波形也足以通過電容而不會失真，僅受DC去除的影響。 Q1用作簡單的BJT開關，用于驅動通過繼電器電感的電流。確保二極管反向連接到繼電器電感，以避免可能損壞器件電路的電壓尖峰。

最后但并非最不重要的階段是幅度選擇。 U6是8位數字電位器IC，用作給定輸出波形的分壓器。 X9C104P是一款100KOhm數字電位器，具有非常簡單的游標位置調整：3針數字輸入，用于調整增量/減量游標位置。

4。 LCD：

16x2液晶顯示器是用戶和設備電路之間的圖形界面。為了降低能耗，LCD背光陰極引腳連接到Q2 BJT作為開關連接，由Arduino模擬寫入能力驅動的PWM信號控制（將在Arduino代碼步驟中描述）。

5。編碼器：

編碼器電路是一個控制接口，用于定義整個器件的操作。 U9由編碼器和SPST開關組成，因此無需在項目中添加其他按鈕。編碼器和開關引腳應由外部10KΩ電阻上拉，但也可通過代碼定義。建議在編碼器A和B引腳上并聯0.1uF電容，以避免在這些輸入線上反彈。

6。 JST連接器：

設備的所有外部部件都通過JST連接器連接，從而使組裝設備更加方便，還具有減少放置位置的附加功能建設過程中的錯誤。以這種方式映射連接器：

J3，J4：LCD

J5：編碼器

J6：電池

J7：SPST切換開關

J8：RCA輸出連接器

步驟4：焊接

由于這個項目的模塊化設計，焊接步驟變得簡單：

A.主板焊接：

1。首先，需要將原型板裁剪成所需外殼尺寸的大小。

2。焊接Arduino Nano模塊并測試其初始操作。

3。焊接電源電路并檢查所有電壓值是否符合器件要求。

4。用所有外圍電路焊接AD9833模塊。

5。焊接所有JST連接器。

B.外部組件：

1。按照主板上的計劃，將JST公連接器的電線焊接到LCD引腳上。

2。將JST公連接器的焊線焊接到編碼器，類似于上一步

3。焊接切換開關到JST導線。

4。將JST線焊接到電池上（如果需要的話。可以在eBay上使用的一些鋰離子電池使用自己的JST連接器進行預焊接。）

步驟5：外殼和匯編

完成所有焊接后，我們可以繼續設備裝配順序：

1。考慮設備外部部件放置：在我的情況下，我傾向于將編碼器放在LCD下方，當切換開關和RCA連接器放置在機箱的不同側面時。

2 。準備LCD框架：確定LCD在設備上的位置，確保它放置在正確的方向，在我完成所有切割過程后，我發生了好幾次，LCD垂直倒置，說話其中很遺憾，因為需要重新安排LCD框架。

選擇框架后，在整個框架的周邊鉆幾個孔。用磨削文件去除所有不需要的塑料切口。

從內部插入LCD，找到機箱上的螺絲點。用適當直徑的鉆頭鉆孔。插入拉出的螺釘并擰緊前面板內側的螺母。

3。編碼器：包裝上只有一個旋轉部件。根據編碼器旋轉附件直徑鉆出該區域。從內部插入，用熱膠槍固定。在旋轉附件上蓋上一個蓋子。

4。撥動開關：決定撥動開關擺動的尺寸，因此可以自由下拉或上拉。如果在撥動開關上有螺絲點，請在機箱上鉆出適當的區域，否則可以用熱膠槍將其固定。

5。 RCA輸出連接器：為外殼側面底部的RCA輸出連接器鉆適當直徑的孔。用熱膠槍固定。

6。主板和電池：將鋰離子電池放在機箱底部。電池可以用熱膠槍固定。主板應在四個位置鉆孔，每個主板角上有4個螺釘。確保Arduino mini-USB輸入盡可能靠近機箱邊界（我們必須將其用于充電和編程目的）。

7。 Mini-USB：使用磨削文件切斷Arduino Nano micro-USB所需的區域，從而可以在完全組裝時將外部電源/PC連接到設備。

8。最后：連接所有JST連接器，使用機箱每個角上的四個8毫米螺釘連接機箱的兩個部分。

步驟6：Arduino代碼

附加代碼是完整設備操作所需的完整設備代碼。所有需要的解釋都附在代碼內的注釋部分。

第7步：最終測試

我們已準備好使用我們的設備。 mini-USB連接器既可以作為編程器輸入，也可以作為外部充電器輸入，因此設備可以在完全組裝后進行編程。