函數(shù)發(fā)生器課程設計-文庫吧
2025-05-13 22:23 本頁面
【正文】 簡單易行，用 D/A 轉換器的輸出來改變調節(jié)電壓，可以實現(xiàn)數(shù)控調整頻率，但產生信號的頻率穩(wěn)定度不高。 方案二： 利用芯片組成的電路輸出波形， MAX038 是 MAXIM 公司生產的一個只需要很少外 部元件的精密高頻波形產生器，他能產生準確的高頻正弦波、三角波、方波。輸出頻率和占空比可以通過調整電流、電壓或電阻來分別地控制。所需的輸出波形可由在 A0和 A1 輸入端設置適當?shù)拇a來選擇，且具有輸出頻率范圍寬、波形穩(wěn)定、失真小、使用方便等特點。 方案三： 采用 Atmel 公司的 AT89C51 單片機編程方法實現(xiàn)，該方法的可以通過編程 的方法控制信號波形的頻率和幅度，而在硬件電路不便的情況下，通過程序實現(xiàn)頻率的變化和輸出波形的選擇，并同時在顯示器顯示相應的結果。 方案一 輸出信號頻率不夠穩(wěn)定；方案二成本高，程序復雜 度高；方案三，軟硬件結合，硬件成本低，軟件起點低，優(yōu)化型相對比較好，容易實現(xiàn)，且滿足設計要求。綜合考慮，我們采用了方案三，用 AT89C51 單片機設計低頻信號發(fā)生器，能夠滿足信號的頻率穩(wěn)定性和精度的準確行。 8 設計原理簡介 該設計設計一個低頻信號發(fā)生器，我們采用的是 AT89C51 單片機用軟件實現(xiàn)信號的輸出。該單片機是一個微型計算機，包括中央處理器 CPU， RAM， ROM、 I/O 接口電路、定時計數(shù)器、串行通訊等，是波形設計的核心。該信號發(fā)生器原理框圖如圖，總體原理為：利用 AT89C51 單片機構 造低頻信號發(fā)生器，可產生正弦波，方波，三角波，鋸齒波四種波形，通過 C 語言對單片機的編程即可產生相應的波形信號，并可以通過鍵盤進行各種功能的轉換和信號頻率的控制，當輸出的數(shù)字信號通過數(shù)模轉換成模擬信號也就得到所需要的信號波形，通過運算放大器的放大輸出波形，同時讓顯示器顯示輸出的波形信息。 本方案其主要模塊包括復位電路、時鐘信號、鍵盤控制、 D/A 轉化及顯示。其各個模塊的工作原理如下： （ 1） 復位電路是為單片機復位使用，使單片機接口初始化；89C51 等 CMOS51 系列 。 單片機的復位引腳 RET 是施密特觸發(fā)輸入腳，內部有一個上拉低電阻，當振蕩器起振以后，在 RST 引 9 腳上輸出 2 個 機械周期以上的高電平，器件變進入復位狀態(tài)開始，此時 ALE、 PSEN、 P0、 P P P4 輸出高電平， RST 上輸入返回低電平以后，變退出復位狀態(tài)開始工作。該方案 采用的是人工開關復位，在系統(tǒng)運行時，按一下開關，就在 RST 斷出現(xiàn)一段高電平，使器件復位。 （ 2） 時鐘信號是產生單片機工作的時鐘信號，控制著計算機的工作節(jié)奏，可以通過提高時鐘頻率來提高 CPU 的速度。 89C51 內部有一個可控的反相放大器，引腳 XTAL XTAL2 為反相放大器輸入端和輸出端，在 XTAL XTAL2 上外接 12MHZ 晶振和30pF 電容便組成振蕩器。時鐘信號常用于 CPU 定時和計數(shù)。 （ 3） 鍵盤模塊是是用于控制信號輸入的類型，當按鍵按下時，可以通過單片機編程讀取閉合的鍵號，實現(xiàn)相應 的信號輸出。其步驟主要是 a、判斷是否有鍵按下； b、去抖動，延時 20ms 左右；c、識別被按下的鍵號； d、處理，實現(xiàn)功能。 （ 4） D/A 轉換也稱為數(shù)模轉換，是把數(shù)字量變換成模擬量的線性電路。單片機產生的數(shù)字信號通過 DAC0832 轉化成模擬信號，輸出相應的電流值，通過 OP07集成運算放大器可以取出模擬量得電壓值，最后利用示波器獲得輸出的模擬信號的波形；衡量數(shù)模轉換的性能指標有分辨率、轉換時間、精度、線性度等。為可見光的固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉化為光用于是顯示相關輸出波形的信息，包括信號的類型和頻 率。 10 設計功能： （ 1） 本方案利用利用 2 位（ 和 ）控制開關信號輸入類型， P1_0為鋸齒波， P1_1為三角波， P1_2為正弦波， P1_3為方波。 （ 2） 利用 DAC0832 數(shù)模轉換芯片實現(xiàn)信號的轉換，并通過集成運算放大器將信號 放大，輸出信號能夠在 Proteus 軟件中的示波器中顯示。 （ 3） 輸出信號幅度： 0～ 5V。 系統(tǒng)硬件的設計 AT89C51 單片機及說明 單片機簡介 ： AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器 ，俗稱單片機。該芯片具有優(yōu)異的性價比，集成度高，體積小，可靠性強，控制功能強等優(yōu) 點。其外形及引腳排列如圖 所示。 11
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1