【正文】 分類號(hào) 編 號(hào) 華北水利水電學(xué)院 North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 簡(jiǎn)易多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 院 、 系 信息工程系 專 業(yè) 電子信息工程 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2021 年 5 月 20 日 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 2021 年 月 日 學(xué)生姓名 占丹 學(xué)號(hào) 202114706 專業(yè) 電子信息工程 題目名稱 簡(jiǎn)易多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 課題來源 導(dǎo)師提供 主 要 內(nèi) 容 背景 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種能能夠產(chǎn)生多種波形 ,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波 ）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途?，F(xiàn)在我們通過對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理以及構(gòu)成設(shè)計(jì)一個(gè)能變換出三角波、正弦波、方波的簡(jiǎn)易發(fā)生器。我們通過對(duì)電路的分析，參數(shù)的確定選擇出一種最適合本課題的方案。在達(dá)到課題要求的前提下保證最經(jīng)濟(jì)、最方便、最優(yōu)化的設(shè)計(jì)策略。按照設(shè)計(jì)的方案選擇具體的原件，焊接出具體的實(shí)物圖，并在實(shí)驗(yàn)室對(duì)焊接好的實(shí)物圖進(jìn)行調(diào)試，觀察效果并與課題要求的性能指標(biāo)作對(duì)比。最后分析出現(xiàn)誤差的原因以及影響因素。 課題的目的和意義 通過本次設(shè)計(jì)掌 握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程，能靈活的使用 S52 單片機(jī)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的元器件，充分考慮了產(chǎn)品的成本，同時(shí)通過模塊框圖到電路圖再到仿真，充分理解了相關(guān)軟件，如 proteus 的使用，也對(duì)整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的調(diào)試等必要的環(huán)節(jié)有了更深刻的體會(huì)。 本次設(shè)計(jì)的意義在于通過選元件，連線焊接，調(diào)試檢測(cè)等過程，鍛煉自己的理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)際操作能力，從而綜合性地鞏固所學(xué)的知識(shí)。這次設(shè)計(jì)使我們學(xué)會(huì)綜合的運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)去分析、解決實(shí)際問題；較熟練地掌握了通過文獻(xiàn)檢索、資料查詢從而獲取新知識(shí)的方法；鞏固了計(jì)算機(jī)軟件、硬件 或應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的基本能力。 系統(tǒng)的功能要求 本次設(shè)計(jì)包含以下部分： LCD 液晶顯示，電源部分，按鍵控制模塊，數(shù)模裝換模塊。同時(shí)在設(shè)計(jì)上采用智能化、人性化的思路，使該系統(tǒng)具有了良好的顯示效果和簡(jiǎn)便的操作。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)思路如下 ： 1．在編程語言的選擇上，充分考慮了軟件編程的靈活性。所以本設(shè)計(jì)采用 C 語言作為編程語言。 2．在仿真工具的選擇上，采用 Proteus 仿真軟件。因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和分析電路仿真相結(jié)合，并支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。 本設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是： 在學(xué)習(xí) S52 系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出的按 鍵控制波形種類和頻率的調(diào)節(jié)及相關(guān)功能部分的外圍電路，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的目標(biāo)功能。其中主要的外圍功能電路有：按鍵選擇部分； LCD 顯示部分；數(shù)模轉(zhuǎn)換部分；波形幅度調(diào)節(jié)部分；和信號(hào)放大部分；電源部分等。 通過對(duì)以上各功能的設(shè)計(jì)，制作出的信號(hào)發(fā)生器應(yīng)具有以下功能： 基于 S52 系列單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)； 實(shí)現(xiàn) S52 系列單片機(jī)液晶顯示的硬件設(shè)計(jì)； 數(shù)模轉(zhuǎn)換、放大電路的設(shè)計(jì)； 在未啟動(dòng)時(shí)時(shí)， LCD 不顯示，在啟動(dòng)后， LCD 顯示波形種類和頻率。 最終達(dá)到以下功能 輸出電壓 正弦波 Upp≈ 5V 幅度連續(xù) 可調(diào) 。 三角波 Upp≈ 5 V 幅度連續(xù)可調(diào) 。 方波 Upp≈ 5 V 幅度連續(xù)可調(diào) 本設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)思路如下：先要根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和已有的的硬件條件完成理論論證，而后根據(jù)需要編寫程序，最后設(shè)計(jì)出原理圖和生成仿真圖，并用萬能板實(shí)現(xiàn)理論功能（焊接），再結(jié)合軟件檢測(cè)系統(tǒng)，并進(jìn)行調(diào)節(jié)。 總體設(shè)計(jì)軟硬件結(jié)構(gòu)圖 硬件原路圖 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 軟件流程圖 開 始初 始 化調(diào) 用 顯 示 子 程 序調(diào) 按 鍵 掃 描 子 程 序是 否 有 按 鍵 按 下N判 斷 功 能數(shù) 字 鍵 波 形 功 能 鍵調(diào) 顯 示 數(shù) 字 子 程 序 調(diào) 波 形 顯 示 子 程 序Y 程序總體流程圖 鍵盤 掃描流程圖 采取的主要技術(shù)路線或方法 總體設(shè)計(jì)采用的方法： （ 1）畫硬件流程框圖，顯示各個(gè)小模塊的功能 （ 2）考慮各種因素選擇元器件 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 （ 3）畫出硬件原理圖 （ 1） 畫流程圖，確定程序的執(zhí)行方案。 （ 2） 編程語言選用 C 語言。 （ 3） 程序的編寫上，采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，使它具有易讀、易改的特性。 （ 4） 仿真工具使用 Proteus 和 Keil 聯(lián)調(diào)仿真軟件。 、調(diào)試 預(yù)期的成果及形式 通過設(shè)計(jì)能更深地了解硬件設(shè)計(jì)的基本流程和基本方法，能熟練地運(yùn)用主要的設(shè)計(jì)工具 Proteus 和 Keil 等，完成原理圖等各個(gè)步驟的設(shè)計(jì) 。根據(jù)原理圖焊接出實(shí)物電路板。 形式有：實(shí)物電路板、設(shè)計(jì)論文、電路圖 時(shí)間安排 第 1 ～ 2 周：查閱文獻(xiàn)，了解掌握吸納，構(gòu)思發(fā)生器的基本工作原理，熟悉相關(guān)的編程語言以及需求分析。 第 2 ～ 4 周：做有關(guān)設(shè)計(jì)的前期工作，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行總體框架設(shè)計(jì)。 第 4 ～ 7 周：在該系統(tǒng)的框架下進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，然后進(jìn)行焊接電路板。 第 7～ 10 周：系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)。 第 10～ 12 周：畢業(yè)論文的撰寫，修改、整理出設(shè)計(jì)正稿。 指導(dǎo)教師意見 簽 名： 年 月 日 備注 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 摘要 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種常用的信號(hào)源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動(dòng)控制系統(tǒng)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。且特殊波形發(fā)生器的價(jià)格昂貴。目前使用的信號(hào)發(fā)生器大部分是函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，它具有價(jià)格低、性能高和在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)發(fā)生器采用 AT89S52 單片機(jī)作為控制核心，外圍采用模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換電路（ DAC0832） 、運(yùn)放電路 （ LM324） 、按鍵和 LCD 液晶顯示電路等。設(shè)計(jì)采 用 AT89S52單片機(jī)和一片 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及一些外圍電路組成低頻信號(hào)發(fā)生器 。此發(fā)生器 能產(chǎn)生從 10— 100HZ， 200— 2021HZ 的低失真正弦波、三角波、矩形波等信號(hào) 。輸出波形的頻率和種類可用程序控制改變。在單片機(jī)上加外圍按鍵，通過按鍵控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用了 LCD顯示頻率大小和波形種類。在單片機(jī)的輸出端口接 DAC0832進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換，再通過運(yùn)算放大器進(jìn)行波形幅度調(diào)整，最后輸出波形接在示波器上顯示。 本設(shè)計(jì)根據(jù)要求主要研究了軟件編程實(shí)現(xiàn)波形和頻率的可調(diào)。外圍電路實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換和信號(hào)波形放大。由于采用了 LM324 運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓電路，使其電路更加具有較高的穩(wěn)定性 能，性能比高。此電路清晰，出現(xiàn)故障容易查找錯(cuò)誤，操作簡(jiǎn)單、方便。具有典型性。 [關(guān)鍵詞 ]：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器；單片機(jī)； DAC0832； AT89S52 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 Abstract Signal generator is a mon signal source, widely used in electronic circuits, automatic control systems, and teaching experiments and other fields. waveform generator and a special price of expensive . Currently used mostly function signal generator signal generator。 it has low cost, high performance and good stability at low frequency within the range, easy operation, small size, power consumption and so on. The design generator using AT89S52 microcontroller as the control, external analog / digital conversion circuit (DAC0832), operational amplifiers circuit (LM324), buttons and LCD liquid crystal display circuit.， etc..Design using AT89S52 microcontroller and a DAC0832 DAC as well as some peripheral circuit a low period of wave. The generator can produce from the 10100HZ ,2002021HZ, lowdistortion sine wave, triangle wave, square wave signal, etc.. the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the machine, plus independence type keyboard , which can control wave increase or decrease of formfrequency and the choice of waveform, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0832 to carry on a DA conversion， again pass operation amplifier to put an end exportation waveform. The major design required study a software programming waveform and frequency adjustable. External digitalanalog conversion circuit and signal waveforms to enlarge. Because use the LM324 operational amplifier and voltage regulator c