正弦函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-07-25 05:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 .......................12參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................13附錄一 原理圖 ..............................................................................................................................................14致 謝 ............................................................................................................................................................14第 1 章 引言 波形信號發(fā)生器現(xiàn)狀及發(fā)展前景在此之前的 70 年代，信號發(fā)生器有兩種主要類型：脈沖波和正弦波，這兩種波都能夠提供正弦，余弦，方波，三角波幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的波形，如果想要得到更多不同種類的波，你需要更復(fù)雜的電路，以及機(jī)電一體化方法相結(jié)合的使用才能得到理想的波形。當(dāng)時(shí)使用的大多都是用模擬電子技術(shù)，而模擬電路子在我們實(shí)際的使用過程中是會遭到許多因素的干擾，這類電路生產(chǎn)出的電子產(chǎn)品性能上都不是很穩(wěn)定，并且制作出來的產(chǎn)品耗能高，整個(gè)看上去所用的設(shè)計(jì)面積大等缺點(diǎn)。如要產(chǎn)生更復(fù)雜的信號波形的存在波形發(fā)生器，電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，同時(shí)整體儀器看上去就是一龐然大物，給我們在移動過程中帶來很都得麻煩。在這一時(shí)間中有的正弦信號發(fā)生器，主要有兩個(gè)突出的問題，一個(gè)是通過電位器用于調(diào)節(jié)所述輸出頻率的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)，因此很難調(diào)整頻率到一個(gè)固定值； 還有個(gè)是脈沖占空比不能被調(diào)整。到了 70 年代后期，由于微處理器這種集成芯片的問世，使得我們的許多行業(yè)電子產(chǎn)品都發(fā)生了翻天覆地的變化，受到其影響的也有我們的正弦函數(shù)信號發(fā)生器。當(dāng)時(shí)主要是用軟件編寫程序來對處理器、A/D/和 D/A 等部分的控制得到各種較簡單的波形。越是到了后來由于集成芯片技術(shù)的不斷成熟使得我們的波形發(fā)生器的功能在不斷的變得更加的豐富。 直到 90 年代末期，在市面上才出現(xiàn)性價(jià)比較高的函數(shù)發(fā)生器設(shè)備。這期間具有代表的就是 HP 推出的 HP770S 型號的發(fā)生器和 LECROY 公司推出的 9100 型號的任意波形發(fā)生器。 到了現(xiàn)在，我們的電子產(chǎn)品包括正弦函數(shù)發(fā)生器在內(nèi)，都是向著性價(jià)比高體積小使用方法簡單便捷的方向發(fā)展。之所以會有這樣高要求，都得力于我們電子集成技術(shù)的快速發(fā)展所導(dǎo)致的?，F(xiàn)在市場上有的信號發(fā)生器，能產(chǎn)生波形種類達(dá)到了 17 種，產(chǎn)生波形的頻率達(dá)到了 500MHz 采樣的頻率達(dá)到了 ?，F(xiàn)在各種應(yīng)用軟件開發(fā)的高速發(fā)展，使得我們相對于原來波形發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì)上更加的簡單，波形輸入輸出的穩(wěn)定性和選擇性都更好。因此在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我就用單片機(jī)作為主要的控制系統(tǒng)搭建一個(gè)簡單有效的外部電路構(gòu)成了一個(gè)成本低、可靠性強(qiáng)等多樣特點(diǎn)的正弦信號發(fā)生器。在強(qiáng)有力的科學(xué)技術(shù)的推動下，我們過去在實(shí)驗(yàn)室看到的臺式的波形信號發(fā)生器，將在不久的將來被淘汰掉。這將是事物發(fā)展必然趨勢，將來的儀器即使是在不改變原貌的基礎(chǔ)上功能其他方面都會有很大的進(jìn)步。過去的類似產(chǎn)品減少了一半。 本課題研究的目的與意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，是以 51 單片機(jī)作為基，來實(shí)現(xiàn)正弦信號的產(chǎn)生。在制作的過程中，我們能夠了解到更多類型的正弦信號發(fā)生器。同樣當(dāng)前的電子產(chǎn)品的走向也要有一定的前瞻性。正弦信號發(fā)生器是我們從事電子行業(yè)的人使用最廣泛的信號發(fā)生器，主要用于測量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。作為電子技術(shù)領(lǐng)域中最基本的電子儀器，廣泛應(yīng)用于航空航天、通信系統(tǒng)、電子對抗、科研等各個(gè)領(lǐng)域中。通過本課題的研究和設(shè)計(jì)，實(shí)際動手的過程中將會把四年所學(xué)習(xí)的理論知識在本項(xiàng)目中綜合加以運(yùn)用，特別是在單片機(jī)的運(yùn)用上對大學(xué)所學(xué)知識有一個(gè)系統(tǒng)的鞏固和應(yīng)用，也為畢業(yè)后走上工作崗位積累一定的經(jīng)驗(yàn)。 課題研究方法這次課題的采用的是以 51 單片機(jī)作為核心的模塊化設(shè)計(jì)方案，在硬件設(shè)計(jì)上首先是查找資料確定系統(tǒng)所涉及的電路模塊，并將電路所使用的芯片做詳細(xì)的了解，再在 Protues 軟件上畫出系統(tǒng)的原理圖。在軟件設(shè)計(jì)方面是在 KeilμVision3 編譯軟件進(jìn)行程序編寫的，在編寫時(shí)是將系統(tǒng)的程序分為主程序和子程序兩塊組成，子程序可以看做我們的系統(tǒng)的小模塊，主程序是控制大體的方向并調(diào)用子程序來實(shí)現(xiàn)工作控制。最后系統(tǒng)的軟件跟硬件都確定后再在 Protues 軟件上進(jìn)行系統(tǒng)仿真，根據(jù)系統(tǒng)仿真的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試工作。第 2 章 系統(tǒng)應(yīng)用工具介紹 KeilμVision3 編譯軟件簡介Keil 公司是從事電子單片機(jī)行業(yè)的我們必須知道的軟件。他是一款專門為單片機(jī) C 語言開發(fā)打造的編譯軟件,因?yàn)楝F(xiàn)在的單片機(jī)編程當(dāng)中我們都是以 C 語言作為主要的編譯語言，這與 C 語言的結(jié)構(gòu)性、可讀性等方面相對于匯編語言來說有很大的優(yōu)勢所促就的。C 語言比起匯編語言，在可維護(hù)性、功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性這些方面都是有著明顯的優(yōu)勢，同時(shí)比起匯編語言來說自我感覺 C 語言更加容易讀懂跟運(yùn)用。本次課題我采用的是 KeilμVision3 版本，這是一款是 ARM 公司在收購了 Keil公司后新推出的 Keil 軟件版本。在這版本的軟件中他秉承了之前版本的優(yōu)點(diǎn)，有十分豐富的函數(shù)庫以及十分強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。還支持 ARMARM9 和CortexM3 核處理器，自動配置啟動代碼，集成 Flash 燒寫模塊，強(qiáng)大的 Simulation 設(shè)備模擬，性能分析等功能。 protues 仿真軟件簡介Protues 是由英國 Labcenter 公司開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)仿真軟件，該軟件主要是由三大部分組合而成。第一部分是原理圖設(shè)計(jì)工具 ISIS(Intelligent Schematic Input System） ，這個(gè)工具為制圖者提供大量的元器件如基本的電容、電阻、二極管三級管、微控制器、繼電器、激勵源、門電路等各種常見型號應(yīng)有盡有。對于個(gè)別特別的元件我們還可以自己設(shè)計(jì)加入原有的庫中使用，這不僅豐富了我們的元件庫還提高我們的工作效率。除此之外還為我們提供了許多的虛擬的測試儀器，如常見的電壓表、電流表、示波器等測試儀器。能夠幫
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