基于單片機(jī)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 碼，當(dāng)延時(shí)時(shí)間設(shè)定的太大的時(shí)候，有可能出現(xiàn)輸出斷續(xù)的可能，通常需延時(shí)5ms，6位數(shù)據(jù)顯示就是30ms，而按鍵的消抖時(shí)間不過(guò)10ms，所以時(shí)間片輪法的話會(huì)大大影響電路的正常工作，甚至不能檢測(cè)出按鍵輸入，或則按鍵輸入的時(shí)候出現(xiàn)顯示斷續(xù)的情況，所以本才設(shè)計(jì)采用了中斷顯示的方法，利用定時(shí)器進(jìn)行延時(shí)，設(shè)定好定時(shí)器的初值，在固定的延時(shí)時(shí)間上溢出，然后調(diào)用顯示子程序顯示當(dāng)前的輸出情況，由于定時(shí)器中斷程序 執(zhí)行一次只能顯示一位數(shù)據(jù)，所以要設(shè)定一個(gè)全局變量的顯示緩沖區(qū)和全局變量的位選標(biāo)志。 如圖為常用的雙極性轉(zhuǎn)化電路，第一個(gè)運(yùn)算放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，第二個(gè)運(yùn)算放大器和電阻R1,R2共同組成方向加法器，由于電流輸出接的是第一個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸出端，所以當(dāng)滿足2*R2=R1且R2=R3的時(shí)候輸出電壓為Vout=Vi（Vref/2）當(dāng)要實(shí)現(xiàn)雙極性輸出的時(shí)候幅值的二進(jìn)制碼要轉(zhuǎn)為偏移二進(jìn)制碼，即將二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的零值偏移到80H，在偏移之后，只有幅值二進(jìn)制碼大于128的輸出才為正，后則為負(fù)。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。為了降低設(shè)計(jì)的成本和擴(kuò)展的難度，本次設(shè)計(jì)選擇使用7段數(shù)碼管。如圖開(kāi)關(guān)1用來(lái)切換輸出波形、開(kāi)關(guān)2和3用來(lái)調(diào)節(jié)頻率的加減。 單緩沖方式者把數(shù)據(jù)鎖存器和DAC鎖存器的使能端接在一起，只需要一組信號(hào)就能同時(shí)控制兩個(gè)寄存器的。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。圖322:7805的原理圖 通過(guò)差分對(duì)管和負(fù)反饋電路，使得輸出的電壓穩(wěn)定在+5V。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。如使用陶瓷諧振器的話，應(yīng)選擇40pF士10pF的容值的電容。 AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。 輸出濾波放大D/A轉(zhuǎn)換器接口電路89C51單片機(jī) 信號(hào)發(fā)生器原理框圖89C51是整個(gè)波形發(fā)生器的核心部分，通過(guò)程序的編寫(xiě)和執(zhí)行，產(chǎn)生各種各樣的信號(hào)，并從鍵盤(pán)接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號(hào)幅度的調(diào)節(jié)。鑒于方案一的信號(hào)頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復(fù)雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達(dá)標(biāo)等缺點(diǎn)，所以決定采用方案三的設(shè)計(jì)方法。正弦信號(hào)是周期信號(hào)，其周期T 與頻率f 及角頻率ω 之間的關(guān)系為： （2）圖1 正弦波形 在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常遇到單邊指數(shù)衰減的正弦信號(hào)，其波形如圖2所示，表達(dá)式為： （3）圖2 指數(shù)衰減的正弦信號(hào)波形方波波形函數(shù) 方波函數(shù)是一種常用的波形函數(shù)，其表達(dá)式為： （4）方波的波形如圖23所示：圖3 方波波形第2章 電路方案的確定 方案的提出和選擇 方案一：采用單片函數(shù)發(fā)生器（如8038），8038可同時(shí)產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡(jiǎn)單易行，用D/A轉(zhuǎn)換器的輸出來(lái)改變調(diào)制電壓，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號(hào)的頻率穩(wěn)定度不高。常用波形介紹函數(shù)波形的一般表達(dá)式可以表示為 ，下面來(lái)介紹幾種常用的函數(shù)波形[3]：正弦函數(shù)正弦信號(hào)與余弦信號(hào)，兩者只是在相位上相差2π，可以統(tǒng)稱為正弦信號(hào)。 （3）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 主要研究?jī)?nèi)容（1）理論基礎(chǔ)分析。（3）隨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，臺(tái)式儀器在走了一段下坡路之后，又重新繁榮起來(lái)。（2）與VXI資源結(jié)合。波形發(fā)生器通常允許用一系列的點(diǎn)、直線和固定的函數(shù)段把波形數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器。但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)波形發(fā)生器還沒(méi)有形成真正的產(chǎn)業(yè)。 研究信號(hào)發(fā)生器的目的及意義波形發(fā)生器是信號(hào)源的一種，主要給被測(cè)電路提供所需要的己知信號(hào)(各種波形)，然后用其它儀表測(cè)量感興趣的參數(shù)。根據(jù)其頻率發(fā)生方法又可分為諧振法和合成法兩種?；趩纹瑱C(jī)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 2第1章 緒論 課題的來(lái)源與技術(shù)背景 5 研究信號(hào)發(fā)生器的目的及意義 5 主要研究?jī)?nèi)容 6第2章 電路方案的確定 方案的提出和選擇 8 電路框圖及工作原理 9第3章 單元電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)模塊 10 電源模塊 11 D/A轉(zhuǎn)換模塊 12 鍵盤(pán)輸入模塊 15 顯示模塊 16 I/V轉(zhuǎn)化模塊 17第4章 電路軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總框圖 19 顯示子程序 20 按鍵子程序 21 第5章 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與總結(jié)致 謝 26參考文獻(xiàn) 27附 錄 28第1章 緒論 課題的來(lái)源與技術(shù)背景不論是在生產(chǎn)還是在科研與教學(xué)上，信號(hào)發(fā)生器都是電子工程師仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。本設(shè)計(jì)充分利用單片機(jī)靈活的控制、豐富的外設(shè)處理能力，采用DDS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率、幅值可調(diào)的函數(shù)波形的輸出，同時(shí)可以根據(jù)需要方便地實(shí)現(xiàn)各種比較復(fù)雜的調(diào)頻、調(diào)相和調(diào)幅功能，具有良好的實(shí)用性。頻率綜合器是指利用頻率合成技術(shù)合成的頻率源，它常常是沒(méi)有調(diào)制的，也沒(méi)有足夠?qū)挼暮妥銐驕?zhǔn)確的輸出電平調(diào)節(jié)，其工作范圍往往也不寬，最小頻率間隔也比較大，一般做專用設(shè)備使用，或做某一個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分。目前我國(guó)己經(jīng)開(kāi)始研制波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。波形發(fā)生器軟件的開(kāi)發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。目前可以利用可視化編程語(yǔ)言(如Visual Basic, Visual C等等
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