【課程設(shè)計(jì)】測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)課程設(shè)計(jì)基于51單片機(jī)的函數(shù)發(fā)生器和示波器(word檔)(已修改)
2025-05-23 19:50 本頁(yè)面
【正文】 《智能儀器儀表設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 單 位： 自動(dòng)化學(xué)院 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 成 績(jī)： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2021 年 5 月 重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院制 一、 題目：基于單片機(jī)的多波形信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 二、 指導(dǎo)教師： 三、 設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)如下功能： （ 1） 可產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、脈沖等波形； （ 2） 通過(guò)按鈕或鍵盤選定輸出波形； （ 3） 波形頻率可設(shè)定； （ 4） 波形可通過(guò)液晶屏顯示。 四、 給定條件： 8051 單片機(jī)最小系統(tǒng)； ADC， DAC 器件； 五、 設(shè)計(jì)： 方案論證，并確定設(shè)計(jì)方案 給出信號(hào)發(fā)生器的整體設(shè)計(jì)框圖 硬件電路設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)（畫(huà)出程序流程圖，并給出相應(yīng)模塊程序代碼） 完成設(shè)計(jì)報(bào)告 六、 具體設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 七、 設(shè)計(jì)的 心得體會(huì)： 八、 附件： （可選） 完成心率波、指數(shù)上升和指數(shù)下降波形； 九、 參考書(shū)目： 給出主要參考書(shū)目（如： 《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 、 《電子測(cè)量技術(shù)》 、 《單片機(jī) C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》 等），包括作者，書(shū)目名稱，出版社等。 基于 51 單片機(jī)的波形發(fā)生器 引言 波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和用戶定義信號(hào)，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。函數(shù)波形發(fā)生器具有連續(xù)的相位變換、和頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以模擬各種復(fù)雜信號(hào)，還可對(duì)頻率、幅值、相移、波形進(jìn)行動(dòng)態(tài)、及時(shí)的控制，并能夠與其它儀器進(jìn)行通訊，組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，因此被廣泛用于自動(dòng)控制系統(tǒng)、震動(dòng)激勵(lì)、通訊和儀器儀表領(lǐng)域。 本系統(tǒng)通過(guò)對(duì) 51 單片機(jī)的控制，用 DAAD 等模塊實(shí)現(xiàn)了正弦波、方波、三角波和鋸齒波的產(chǎn)生，同時(shí)可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)波形的選擇和波形頻率的改變。在實(shí)現(xiàn)波形的發(fā)生的同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了波形圖 線的顯示，通過(guò) NoKia5110 對(duì) AD 實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的顯示 、波形類型和波形頻率的顯示 。 摘要 ： 本系統(tǒng)采用單片 C8052 為控制核心，通過(guò)其端口實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的輸出，然后由DAC0832 把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量；但是 DAC 芯片輸出的是電流信號(hào)，本系統(tǒng)用LM324 運(yùn)放把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。然后利用 LM358 搭建一個(gè)同相比例放大器，將轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)按可調(diào)比例放大一定倍數(shù)。 波形顯示利用 NoKia5110液晶屏，顯示其波形、頻率和實(shí)時(shí)的圖像。顯示其圖像的時(shí)候我們利用 ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，把 AD 實(shí)時(shí)讀取到的值等比例顯示到液晶屏上。本系統(tǒng)通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)波形的選擇以及波形頻率的改變。 關(guān)鍵字： STC89C52 DAC0832 Nokia5110 ADC0804 LM324 獨(dú)立按鍵 一、設(shè)計(jì)題目分析 (一 )設(shè)計(jì)任務(wù)： 設(shè)計(jì)制作一個(gè)波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定形狀波形。 圖 1 (二 )設(shè)計(jì)功能： 實(shí)現(xiàn)正弦波、三角波、方波、鋸齒波的產(chǎn)生； 實(shí)現(xiàn)波形的頻率可調(diào)； 實(shí)現(xiàn)波形類型、頻率的顯示； 實(shí)現(xiàn)波形實(shí)時(shí)圖像的顯示。 (三 )設(shè)計(jì)方案： 方案一： 通過(guò)軟件控制 51 單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)波形的數(shù)字輸出，然后通過(guò) DA 實(shí)現(xiàn)波形的 數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后通過(guò) Nokia5110 實(shí)現(xiàn)顯示。 方案二： 通過(guò)硬件搭建積分電路實(shí)現(xiàn) 方波、正弦波、三角波、 鋸齒波的產(chǎn)生，通過(guò)控制源信號(hào)的頻率改變實(shí)現(xiàn)波形頻率的改變。 方案三： 通過(guò) FPGA 編程實(shí)現(xiàn)波形的產(chǎn)生于頻率的改變，通過(guò)軟件控制 FPGA邏輯整列完成。 (四 )方案分析： 方案一硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，主要通過(guò)軟件來(lái)控制；方案二硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，不便于控制，對(duì)輸出波形的頻率控制也存在很大的誤差。方案三雖然控制實(shí)現(xiàn)容易，但是很少人接觸過(guò)這個(gè) FPGA，所以學(xué)習(xí)起來(lái)相對(duì)困難。 因此我們這里選擇方案一。 二、總體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 題目要求實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波，要求必須用 51 單片機(jī)和 ADDA 芯片，頻率可調(diào)（范圍不定），能夠?qū)崟r(shí)的顯示波形的類型及其頻率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)波形的 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖像顯示 ?，F(xiàn)在對(duì)方案 一 進(jìn)論證和驗(yàn)證。 (一 )總體設(shè)計(jì)思路 根據(jù)題目的要求，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的考慮各種要素，制定了整體方案：以 STC89C51單
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