基于PIC16F877A的混沌信号发生器的设计

2基于PIC16F877A的混沌信号发生器的硬件设计
基于最经典的Lorenz混沌方程，用输出电压U，W代替Lorenz混沌系统中的两个变量x，z；利用单片机PIC16F877A软件编程方法产生二路数字混沌信号，再经D／A转换成模拟混沌信号、电压放大后与低频信号混频、调制，再进行功率放大，从而得到可应用于生物医学的混沌信号源。具体框图如图3所示。

2．1 数字混沌信号的产生
混沌信号的产生方法很多，可以利用模拟元件进行产生模拟混沌信号，也可用采用单片机或DSP等芯片，利用软件方法产生数字混沌信号。由于数字方法具有保密性好、电路简单、信号产生稳定等优点，加上PIC单片机的硬件系统设计简洁，指令系统设计精练，故该电路采用PIC16F877A单片机作为主芯片，电路如图4所示。系统时钟采用标准的4 MHz的晶体振荡方式XT，复位电路采用MCLR外接低电平信号进行人工复位，单片机I／O端口B和C分别输出混沌数字信号。
2．2 D／A转换电路
由于混沌信号要与低频音乐信号进行混频、AM调制，故数字混沌信号必须进行数／模转换，电路中采用DAC0832进行D／A转换，如图5所示。

C3和C4为滤波电容，主要对电源进行高频和低频滤波，10脚和3脚分别接数字地和模拟地，以减少数字／模拟接地干扰，通过D／A转换，把电压信号转换为交流电流从第11脚输出。
2．3 电压放大电路
由于PIC产生的信号比较微弱，必须进行电压放大，采用LM386进行电流一电压转换和电压放大，如图6所示。信号通过U5实现电流一电压转换电路，通过RP2电位器进行取样，然后经U6进行电压放大，输出送至后一级电路。