基于單片機(jī)的低頻信號(hào)發(fā)生器畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 19:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，濾波放大，最終由示波器顯示出來，通過鍵盤來控制三種波形的類型選擇、頻率變化，最終輸出顯示其各自的類型以及數(shù)值。設(shè)計(jì)要求 1)、計(jì)劃單片機(jī)采用軟件設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生三種波形 2）、三種波形可通過鍵盤選擇 3）、波形頻率可調(diào) 4）、需顯示波形的種類及其平率 方案設(shè)計(jì)與論證 信號(hào)發(fā)生電路方案論證 方案一：通過單片機(jī)控制D/A，輸出三種波形。此方案輸出的波形不夠穩(wěn)定，抗干擾能力弱，不易調(diào)節(jié)。但此方案電路簡單、成本低。 方案二：使用傳統(tǒng)的鎖相頻率合成方法。通過芯片IC145152，壓控振蕩器搭接的鎖相環(huán)電路輸出穩(wěn)定性極好的正弦波，再利用過零比較器轉(zhuǎn)換成方波，積分電路轉(zhuǎn)換成三角波。此方案，電路復(fù)雜，干擾因素多，不易實(shí)現(xiàn)。 方案三：利用MAX038芯片組成的電路輸出波形。MAX038是精密高頻波形產(chǎn)生電路，能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的三角波、方波和正弦波三種周期性波形。但此方案成本高，程序復(fù)雜度高。以上三種方案綜合考慮，選擇方案一。 單片機(jī)的選擇論證 方案一：AT89S52單片機(jī)是一種高性能的8單片機(jī)。它是由計(jì)算機(jī)的中央處理機(jī)的CPU，存儲(chǔ)器，寄存器，I / O中的集成電路芯片生產(chǎn)的接口，從而構(gòu)成一個(gè)更完整的計(jì)算機(jī)，并且其價(jià)格便宜。方案二：C8051F005單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)，以8051單片機(jī)為核心的兼容，完全兼容MCS51指令集。除了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字外圍元件8052，并且還集成了模擬中使用的片上數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)和數(shù)字外設(shè)，部件和其他功能，及快速的執(zhí)行速度。但其價(jià)格比較昂貴以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一 顯示方案論證 方案一：采用LED數(shù)碼管。八個(gè)發(fā)光二極管LED數(shù)碼管，反過來每個(gè)數(shù)字顯示每個(gè)字符。由于人眼有視覺，當(dāng)每個(gè)數(shù)字顯示之間的時(shí)間間隔比人眼更小的持久性的特點(diǎn)，可以感覺不到1/16s閃爍，看到的是每個(gè)數(shù)字亮起。使用數(shù)字顯示編程更容易，但要顯示更多的內(nèi)容，和數(shù)字控制無法顯示的字母。 方案二：采用LCD液晶顯示器1602。其功率小，效果明顯，顯示編程容易控制，可以顯示字母。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案二。 鍵盤方案論證方案一：矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的按鍵觸點(diǎn)接于由行、列母線構(gòu)成的矩陣電路的交叉處。當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行和列線都斷開，行線都呈高電平。當(dāng)某一個(gè)鍵閉合時(shí)，該鍵所對應(yīng)的行線和列線被短路。方案二：編碼式鍵盤。編碼式鍵盤的按鍵觸點(diǎn)接于74LS148芯片。當(dāng)鍵盤上沒有閉合時(shí)，所有鍵都斷開，當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，該鍵對應(yīng)的編碼由74LS148輸出。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一。該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理及控制核心，由單片機(jī)完成人機(jī)界面、系統(tǒng)控制、信號(hào)的采集分析以及信號(hào)的處理和變換，采用按鍵輸入，利用液晶顯示電路輸出數(shù)字顯示的方案。將設(shè)計(jì)任務(wù)分解為按鍵電路、液晶顯示電路等模塊。圖（1）為系統(tǒng)的總體框圖 圖（1） 總體方框圖本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是：信號(hào)發(fā)生器硬件部分的設(shè)計(jì)（其它設(shè)計(jì)均在硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)行）。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，硬件要實(shí)現(xiàn)的主要功能是：1）單片機(jī)將信號(hào)的采樣值或信號(hào)值寫入到存儲(chǔ)器（RAM）中。2）在信號(hào)值寫入后，發(fā)出控制信號(hào)，使地址發(fā)生器有效。3）地址發(fā)生器產(chǎn)生周期性的地址信號(hào)，對存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作，并將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器中。4）數(shù)模轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)放大器處理轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后輸出。5）對電路進(jìn)行仿真并通過示波器觀察和驗(yàn)證波形。6）可以通過頻率、幅值控制器更改波形的主要參數(shù)。該控制器應(yīng)能提供一個(gè)簡易的人機(jī)界面來對波形的頻率和幅值進(jìn)行更改。軟件的主要功能實(shí)現(xiàn)：軟件的主要功能包括：①信號(hào)值的選取及各參數(shù)的初始化，如：三角函數(shù)表的制作等；②數(shù)據(jù)傳送軟件，將信號(hào)值送入到存儲(chǔ)器中；③判斷軟件，判斷數(shù)據(jù)是否傳送完畢；④啟動(dòng)控制軟件，啟動(dòng)地址發(fā)生器有效，讀取存儲(chǔ)器中的值送入數(shù)模轉(zhuǎn)化器中。⑥監(jiān)聽軟件，用來監(jiān)聽頻率、幅值控制器的改變，實(shí)時(shí)的將更改后的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)中處理。4部分功能模塊 LCD1602模塊的概述液晶顯示模塊是一類專門用于顯示字母，數(shù)字，符號(hào)，圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊。 LCD模塊是在其上的導(dǎo)電橡膠，連接到所述電路的液晶顯示裝置的側(cè)面，驅(qū)動(dòng)器和控制器組件的另一側(cè)需要和必要的驅(qū)動(dòng)電壓分壓器電路的雙面印刷電路板。帶LED顯示，低功耗，因此移動(dòng)通信，儀器儀表，電子設(shè)備，家用電器，高低壓HMI和其他工業(yè)，商業(yè)方面相比已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用。信息內(nèi)容顯示在圖形動(dòng)畫等，信息量顯示的，簡單的編程接口提供了詳細(xì)的硬件接口電路和軟件的二次開發(fā)板，可以很容易地直接嵌入到你的設(shè)備系統(tǒng)。良好的技術(shù)支持，為您的成功發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。與其他類型的產(chǎn)品相比，該模塊具有以下特性： 84x48點(diǎn)陣LCD ， 4行的中國字符可以由主處理器與串行端口進(jìn)行通信被顯示，該界面可以大大減少信號(hào)線的數(shù)目，這也信號(hào)線還包括電源和地，包括短短九個(gè)月。多個(gè)串行通信協(xié)議可以是迄今（如AVR單片機(jī)的SPI ， MCS51單片機(jī)串行模式0 ，等等） ，傳輸速率高達(dá)4Mbps ，沒有等待時(shí)間全速到顯示數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^導(dǎo)電性粘接劑的印刷版和模塊連接，避免了連接電纜的麻煩，模塊被安裝在PCB金屬鉤，所以它是非常容易安裝和更換。一個(gè)非常小體積模塊， LCD控制器/驅(qū)動(dòng)器芯片已綁定到液晶屏的芯片。LCD1602模塊使用說明電源供電電壓：—，也可使用5V，但是經(jīng)測試在5V供電時(shí)部分屏幕背景顏色發(fā)黑。數(shù)據(jù)接口電平：—5V背光電源電壓：安裝孔徑大?。?mm電路原理圖：管腳名稱及功能：管腳編號(hào) 管腳名稱 功能1 RST 復(fù)位2 CE 片選3 DC 數(shù)據(jù)/指令選擇4 DIN 串行數(shù)據(jù)線5 CLK 串行時(shí)鐘線6 電源正極7 LIGHT 背光控制，接地時(shí)背光燈亮。8 GND 電源負(fù)極在單片機(jī)系統(tǒng)中，LCD是單片機(jī)系統(tǒng)反映系統(tǒng)的輸出和控制輸入是有效的。液晶顯示模塊為液晶顯示裝置中，連接器，集成電路，印刷電路板的電路板，背光源，結(jié)構(gòu)件組件裝配在一起。英文名稱叫做：“液晶顯示模塊”，簡稱“LCM”，中國人一般被稱為“液晶顯示模塊?！币壕э@示模塊在單片機(jī)系統(tǒng)中許多
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