函數(shù)發(fā)生器課程設(shè)計-文庫吧
2025-01-03 13:35 本頁面
【正文】 器；按輸出電平可調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定度分為簡易信號發(fā)生器、標準信號發(fā)生器和功率信號發(fā)生器；按頻率改變的方式分為調(diào)諧式信號發(fā)生器、掃頻式信號發(fā)生器、程控式信號發(fā)生器和頻率合成式信號發(fā)生器等。信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 研究的目的及意義 信號發(fā)生器是一種經(jīng)常使用的設(shè)備，由純粹物理器件構(gòu)成的傳統(tǒng)的設(shè)計方法存在許多弊端，如：體積較大、重量較沉、移動不方便、信號失真較大、波形形狀調(diào)節(jié)過于死板，無法滿足用戶對精度、便攜性、穩(wěn)定性等要求，研究設(shè)計出一種具有頻率穩(wěn)定、準確、波形質(zhì)量好、輸出頻率范圍寬、便攜性好等特點的波形發(fā)生器具有較好的市場前景。以滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)π盘栐吹囊?。第二?函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計設(shè)計一個基于單片機的函數(shù)信號發(fā)生器，該函數(shù)信號發(fā)生器可以輸出四種波形，有正弦波，鋸齒波，三角波和方波。1． 鞏固,加深和擴大對單片機應(yīng)用的知識方面，提高綜合及運用所學(xué)的知識解決實際課程設(shè)計的能力。2． 培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊，圖表及文獻的能力，提高組成系統(tǒng)，編程，調(diào)試的能力。3． 通過對課題設(shè)計方案的分析，選擇，比較，熟悉運用單片機系統(tǒng)開發(fā)，軟硬件設(shè)計的方法內(nèi)容及步驟。4． 掌握ＤＡC0832的接口電路及使用方法。 課程設(shè)計的要求采用51單片機作為主控制芯片；按鍵選擇產(chǎn)生三角波、鋸齒波、方波、正弦波信號；使用PROTEUS軟件完成系統(tǒng)仿真。 第三章 方案的設(shè)計 方案的設(shè)計與選擇方案一：采用單片函數(shù)發(fā)生器可產(chǎn)生正弦波、方波等，操作簡單易行，用D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出來改變調(diào)節(jié)電壓，可以實現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)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(chǎn)的一個只需要很少外部元件的精密高頻波形產(chǎn)生器，他能產(chǎn)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(diào)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(shè)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?qū)崿F(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(yīng)的結(jié)果。方案一輸出信號頻率不夠穩(wěn)定；方案二成本高，程序復(fù)雜度高；方案三，軟硬件結(jié)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(shè)計要求。綜合考慮，我們采用了方案三，用AT89C51 單片機設(shè)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。 設(shè)計原理簡介該設(shè)計設(shè)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(shè)計的核心。，總體原理為：利用AT89C51 單片機構(gòu)造低頻信號發(fā)生器，可產(chǎn)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(chǎn)生相應(yīng)的波形信號，并可以通過鍵盤進行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號頻率的控制，當輸出的數(shù)字信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)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(fù)位電路、時鐘信號、鍵盤控制、D/A 轉(zhuǎn)化及顯示。其各個模塊的工作原理如下：（1） 復(fù)位電路是為單片機復(fù)位使用，使單片機接口初始化；89C51 等CMOS51 系列。單片機的復(fù)位引腳RET 是施密特觸發(fā)輸入腳，內(nèi)部有一個上拉低電阻，當振蕩器起振以后，在RST 引腳上輸出2 個機械周期以上的高電平，器件變進入復(fù)位狀態(tài)開始，此時ALE、PSEN、P0、PPP4 輸出高電平，RST 上輸入返回低電平以后，變退出復(fù)位狀態(tài)開始工作。該方案采用的是人工開關(guān)復(fù)位，在系統(tǒng)運行時，按一下開關(guān)，就在RST 斷出現(xiàn)一段高電平，使器件復(fù)位。（2） 時鐘信號是產(chǎn)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(nèi)部有一個可控的反相放大器，引腳XTALXTAL2 為反相放大器輸入端和輸出端，在XTALXTAL2 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(yīng)的信號輸
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