步驟1：理念

有很多電路需要一些測(cè)試設(shè)備才能獲得有關(guān)電路響應(yīng)的信息一定的波形。該項(xiàng)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(shè)備便攜。眾所周知，Arduino Nano板需要5V作為電源，因此電子設(shè)計(jì)包含DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器，可將3.7V電池電壓轉(zhuǎn)換為5V電源，為Arduino供電。因此，該項(xiàng)目易于構(gòu)建，完全模塊化，具有相對(duì)簡(jiǎn)單的原理圖。

為電路板供電：設(shè)備有一個(gè)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(shè)計(jì)的方式是，當(dāng)連接5V直流電源時(shí)，鋰離子電池通過(guò)連接到電源電路的 TP4056 充電器模塊充電（主題將在下面進(jìn)一步擴(kuò)展）步驟）。

AD9833：集成函數(shù)發(fā)生器電路是設(shè)計(jì)的核心部分，通過(guò)SPI接口控制，能夠生成帶調(diào)頻選項(xiàng)的方波/正弦波/三角波。由于AD9833無(wú)法改變輸出信號(hào)幅度，因此我使用數(shù)字8位電位器作為器件輸出端點(diǎn)的分壓器（將在后續(xù)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(guò)Arduino預(yù)定義“模擬”引腳的PWM信號(hào)調(diào)節(jié)LCD背光。

在簡(jiǎn)要介紹之后，我們可以繼續(xù)構(gòu)建過(guò)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(shù)發(fā)生器模塊

TP4056 - 鋰離子電池充電器模塊

DC-DC升壓型轉(zhuǎn)換器模塊：1.5V-3V至5V轉(zhuǎn)換器

1.2：集成電路：

SRD = 05VDC - 5V SPDT繼電器

X9C104P - 8位100KOhm數(shù)字電位器

EC11 - 帶旋轉(zhuǎn)編碼器SPST開(kāi)關(guān)

2 x 2N2222A - NPN通用BJT

1.3：被動(dòng)和未分類(lèi)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(dòng)開(kāi)關(guān)

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(jī)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(tái)/熨斗

電動(dòng)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(shuō)明

為了便于理解原理圖，描述分為子電路，而每個(gè)子電路都有每個(gè)設(shè)計(jì)模塊的責(zé)任：

1。 Arduino Nano Circuit：

Arduino Nano模塊充當(dāng)我們?cè)O(shè)備的“主腦”。它可控制設(shè)備上的所有外圍模塊，包括數(shù)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(hào)分離。

可以選擇使用專(zhuān)用模擬引腳（A0..A5）作為通用I/O，因此某些引腳用作數(shù)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(zhuān)用模擬輸入引腳，僅可用作ADC輸入，因?yàn)锳rduino Nano微控制器ATMEGA328P TQFP封裝，如數(shù)據(jù)表中所定義。請(qǐng)注意，電池電壓線VBAT連接到模擬輸入引腳A7，因?yàn)槲覀冃枰@取其值以確定鋰離子電池電壓的低電池狀態(tài)。

2 。電源：

電源電路基于通過(guò)3.7V轉(zhuǎn)換為5V的鋰離子電池為整個(gè)設(shè)備供電。 SW1是一個(gè)SPST切換開(kāi)關(guān)，用于控制整個(gè)電路的功率流。從原理圖中可以看出，當(dāng)外部電源通過(guò)Arduino Nano模塊的micro-USB連接器連接時(shí)，電池通過(guò)TP4056模塊充電。確保電路上存在多個(gè)值的旁路電容，因?yàn)橛幸粋€(gè)DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器可以切換接地噪聲和整個(gè)電路的5V電位。

3。 AD9833和輸出：

該子電路提供適當(dāng)?shù)妮敵霾ㄐ危葾D9833模塊（U1）定義。由于器件（5V）上只有一個(gè)電源，因此需要將耦合選擇電路連接到輸出級(jí)聯(lián)。 C1電容串聯(lián)連接到幅度選擇級(jí)，并可通過(guò)繼電器電感上的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行靜音，從而使輸出信號(hào)直接跟蹤到輸出級(jí)。 C1具有10uF的值，即使是低頻波形也足以通過(guò)電容而不會(huì)失真，僅受DC去除的影響。 Q1用作簡(jiǎn)單的BJT開(kāi)關(guān)，用于驅(qū)動(dòng)通過(guò)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(shù)字電位器IC，用作給定輸出波形的分壓器。 X9C104P是一款100KOhm數(shù)字電位器，具有非常簡(jiǎn)單的游標(biāo)位置調(diào)整：3針數(shù)字輸入，用于調(diào)整增量/減量游標(biāo)位置。

4。 LCD：

16x2液晶顯示器是用戶和設(shè)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(kāi)關(guān)連接，由Arduino模擬寫(xiě)入能力驅(qū)動(dòng)的PWM信號(hào)控制（將在Arduino代碼步驟中描述）。

5。編碼器：

編碼器電路是一個(gè)控制接口，用于定義整個(gè)器件的操作。 U9由編碼器和SPST開(kāi)關(guān)組成，因此無(wú)需在項(xiàng)目中添加其他按鈕。編碼器和開(kāi)關(guān)引腳應(yīng)由外部10KΩ電阻上拉，但也可通過(guò)代碼定義。建議在編碼器A和B引腳上并聯(lián)0.1uF電容，以避免在這些輸入線上反彈。

6。 JST連接器：

設(shè)備的所有外部部件都通過(guò)JST連接器連接，從而使組裝設(shè)備更加方便，還具有減少放置位置的附加功能建設(shè)過(guò)程中的錯(cuò)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(kāi)關(guān)

J8：RCA輸出連接器

步驟4：焊接

由于這個(gè)項(xiàng)目的模塊化設(shè)計(jì)，焊接步驟變得簡(jiǎn)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(cè)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(jì)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(lèi)似于上一步

3。焊接切換開(kāi)關(guān)到JST導(dǎo)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(jìn)行預(yù)焊接。）

步驟5：外殼和匯編

完成所有焊接后，我們可以繼續(xù)設(shè)備裝配順序：

1?？紤]設(shè)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(dāng)切換開(kāi)關(guān)和RCA連接器放置在機(jī)箱的不同側(cè)面時(shí)。

2 。準(zhǔn)備LCD框架：確定LCD在設(shè)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(guò)程后，我發(fā)生了好幾次，LCD垂直倒置，說(shuō)話其中很遺憾，因?yàn)樾枰匦掳才臠CD框架。

選擇框架后，在整個(gè)框架的周邊鉆幾個(gè)孔。用磨削文件去除所有不需要的塑料切口。

從內(nèi)部插入LCD，找到機(jī)箱上的螺絲點(diǎn)。用適當(dāng)直徑的鉆頭鉆孔。插入拉出的螺釘并擰緊前面板內(nèi)側(cè)的螺母。

3。編碼器：包裝上只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)部件。根據(jù)編碼器旋轉(zhuǎn)附件直徑鉆出該區(qū)域。從內(nèi)部插入，用熱膠槍固定。在旋轉(zhuǎn)附件上蓋上一個(gè)蓋子。

4。撥動(dòng)開(kāi)關(guān)：決定撥動(dòng)開(kāi)關(guān)擺動(dòng)的尺寸，因此可以自由下拉或上拉。如果在撥動(dòng)開(kāi)關(guān)上有螺絲點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)跈C(jī)箱上鉆出適當(dāng)?shù)膮^(qū)域，否則可以用熱膠槍將其固定。

5。 RCA輸出連接器：為外殼側(cè)面底部的RCA輸出連接器鉆適當(dāng)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(jī)箱底部。電池可以用熱膠槍固定。主板應(yīng)在四個(gè)位置鉆孔，每個(gè)主板角上有4個(gè)螺釘。確保Arduino mini-USB輸入盡可能靠近機(jī)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(qū)域，從而可以在完全組裝時(shí)將外部電源/PC連接到設(shè)備。

8。最后：連接所有JST連接器，使用機(jī)箱每個(gè)角上的四個(gè)8毫米螺釘連接機(jī)箱的兩個(gè)部分。

步驟6：Arduino代碼

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

第7步：最終測(cè)試

我們已準(zhǔn)備好使用我們的設(shè)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(shè)備可以在完全組裝后進(jìn)行編程。