論文-低頻函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(已修改)
2025-07-08 10:38 本頁面
【正文】 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)設(shè)計(論文)題目:低頻函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計專 業(yè): 應(yīng)用電子技術(shù) 班 級: 學(xué) 號: 姓 名: 指導(dǎo)教師: 摘 要：信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實驗等領(lǐng)域。目前使用的信號發(fā)生器大部分是函數(shù)信號發(fā)生器，且特殊波形發(fā)生器的價格昂貴。所以本設(shè)計使用的是AT89c51單片機(jī)構(gòu)成的發(fā)生器，可產(chǎn)生三角波、方波、正弦波，波形的頻率可用程序控制改變。在單片機(jī)的輸出端口接DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，再通過運放進(jìn)行波形調(diào)整，最后輸出波形接在示波器上顯示。本設(shè)計具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：信號發(fā)生器；單片機(jī)；波形調(diào)整目 錄第 1 章 緒 論 3 課題背景 3第2章 低頻信號發(fā)生器的方案研究 3 總體方案論證與設(shè)計 4 4第 3 章 硬件電路的設(shè)計 5 基本原理 5 6 AT89C51單片機(jī)介紹 6 D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 8第 4 章 軟件設(shè)計 10 軟件總體設(shè)計 11 程序流程圖 11 主函數(shù)流程圖 11 鍵盤掃描程序 11 仿真過程 17結(jié) 論 20參考文獻(xiàn) 20第 1 章 緒 論 課題背景隨著電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促使信號發(fā)生器種類增多，性能提高。尤其隨著70年代微處理器的出現(xiàn)，更促使信號發(fā)生器向著自動化、智能化方向發(fā)展。現(xiàn)在，許多信號發(fā)生器帶有微處理器，因而具備了自校、自檢、自動故障診斷和自動波形形成和修正等功能，可以和控制計算機(jī)及其他測量儀器一起方便的構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。當(dāng)前信號發(fā)生器總的趨勢是向著寬頻率覆蓋、低功耗、高頻率精度、多功能、自動化和智能化方向發(fā)展。在科學(xué)研究、工程教育及生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制、教學(xué)實驗、機(jī)械振動試驗、動態(tài)分析、材料試驗、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號發(fā)生器。而在我們?nèi)粘Ｉ钪校约耙恍┛茖W(xué)研究中，鋸齒波和正弦波、矩形波信號是常用的基本測試信號。譬如在示波器、電視機(jī)等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運動，以利用熒光屏顯示圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時基電路。信號發(fā)生器作為一種通用的電子儀器，在生產(chǎn)、科研、測控、通訊等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。 但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實際應(yīng)用的需求。加之各類功能的半導(dǎo)體集成芯片的快速生產(chǎn)，都使我們研制一種低功耗、寬頻帶，能產(chǎn)生多種波形并具有程控等低頻的信號發(fā)生器成為可能。第2章 低頻信號發(fā)生器的方案研究 總體方案論證與設(shè)計信號發(fā)生器的實現(xiàn)方法通常有以下幾種：方案一：用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器：通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高，其工作不很穩(wěn)定，不易調(diào)試。方案二：可以由晶體管、運放IC等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器IC產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號發(fā)生器IC，如L803BA20XR2207/2209等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調(diào)節(jié)，二者互相影響。方案三：利用專用直接數(shù)字合成ＤＤＳ芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達(dá)到很高的頻率。但成本較高。方案四：采用AT89C51單片機(jī)和DAC0832芯片，直接連接鍵盤和顯示。該種方案主要對AT89C51單片機(jī)的各個I/O口充分利用. P1口是連接鍵盤以及接顯示電路,能對單片機(jī)各個接口都利用上,而不在多用其它芯片,使用芯片少,低功耗。綜合考慮，方案四各項性能和指標(biāo)都優(yōu)于其他幾種方案，能使輸出頻率有較好的穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計的要求，而且這些芯片及器件均為通用器件，在市場上較常見，價格也低廉，樣品制作成功的可能性比較大，所以本設(shè)計采用方案四。本次設(shè)計所研究的就是對所需要的某種波形輸出對應(yīng)的數(shù)字信號，在通過D/A轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)部分的轉(zhuǎn)換輸出一組連續(xù)變化的0~5V的電壓脈沖值。在設(shè)計時分塊來做，按波形設(shè)定、D/A轉(zhuǎn)換、51單片機(jī)連接、鍵盤控制四個模塊的設(shè)計。最后通過聯(lián)調(diào)仿真，完成相應(yīng)功能。具體設(shè)計模塊如圖鍵盤控制DA轉(zhuǎn)換51單片機(jī)波形設(shè)定模塊介紹：：對任意波形的手動設(shè)定：主要選用D
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