【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 占空比的調(diào)節(jié)。顯示模塊可以用 LCD1602 來顯示并達(dá)到分行顯示波形的類型和波形頻率的功能。電源模塊是由 220V 市變電壓經(jīng)變壓，整流，穩(wěn)壓得到 + 5V, + 12V 的電壓，維持系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)的總體框圖如圖 1 所示：鍵盤顯示控制器顯示模塊鍵盤模塊波形輸出模塊電 源源主控器AT89C52圖 1 系統(tǒng)總體框圖 Figure 1 overall system block diagram第三章 外部電路的設(shè)計(jì)模塊1 電源模塊的設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源原理將 220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置被稱為穩(wěn)壓電源，它的完成需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，如下圖 6內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文7 圖 2 穩(wěn)壓電源的原理框圖Fig. 2 principle of regulated power supply其中：（1）整流電路可以將 50Hz 的正弦交流電利用單向?qū)щ娫儞Q成脈動(dòng)的直流電。（2）電源變壓器是降壓變壓器，它可實(shí)現(xiàn) 220V 交流電壓與符合需要的交流電壓的轉(zhuǎn)換，并輸送給整流電路，線圈的匝數(shù)比將會(huì)影響其負(fù)壓比（3）濾波電路是指可以濾除整流電路輸出的大部分交流電壓，進(jìn)而得到較多的平滑的直流電壓。（4）穩(wěn)壓電路是用來穩(wěn)壓電路的的，是保證輸出的直流電壓穩(wěn)定程度，不隨交流電壓和負(fù)載的變化而發(fā)生變化。整流電路采用單相二極管全波整流電路方式，電路如圖 3。在 u2 的正半周內(nèi)，二極管 DD2 導(dǎo)通，DD4 截止；負(fù)半周內(nèi)，DD4 導(dǎo)通，D1 、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有流經(jīng)負(fù)載 RL 的電流，且具有一致的方向。電路的輸出波形如圖 3 所示。 圖 3 整流電路及輸出波形Fig. 3 the rectification circuit and the output wavefT 工 頻 交 流 脈 動(dòng) 直 流 直 流整流 濾波 穩(wěn)壓 負(fù)載t?0?234Ut0?234ou內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文8在整流電路中，每半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電是二極管的特性，所以流過每個(gè)二極管的電流平均等于輸出值的一半，即 。故電路中的二極管最大承受的反向電壓為 (U2是變壓器副邊電壓有效值)。U常常，常利用電容器兩端的電壓和流過電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，并聯(lián)電容器和負(fù)載電容或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：U o1=(～)U 2，直流輸出電流： （I 2是變壓器副邊電流的有效值。），穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路。 圖 4 電源總體體原理電路圖 Fig. 4 the general principle of power circuit diagram 2 控制模塊的設(shè)計(jì) 控制模塊 74LS22 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：圖 74LS22 為四輸入雙與門Figure 5, 74 ls22 for four input double and gate12ofI? ??2~?內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文9A1，B 1，C 1， D1 構(gòu)成第一個(gè)與門的輸入，Y 1 為第一個(gè)與門的輸出。A2，B 2，C 2，D 2為第一個(gè)與門的輸入，Y 2為第一個(gè)與門的輸出。3 信號(hào)處理模塊的設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換器可采用 DAC0832 來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化。如圖所示，它是四大部分構(gòu)成的有：倒 T 型 R2R 電阻網(wǎng)絡(luò)、74LS12LM741 和參考電壓 VREF ，其中 LM741的輸出量 V0 為： 圖 6 T 型 R2R 電阻網(wǎng)絡(luò)Figure 6 TxingR2R internal structure可見，輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量（ ）成正比 ，模擬量到數(shù)字量得以相互轉(zhuǎn)化。 一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器一定有 8 個(gè)輸入端，有一個(gè)輸入就會(huì)有一個(gè)模擬輸出端。輸入可有 256 個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)，那么輸出就可以存在著 256 個(gè)電壓，其值可以是任意匹配的，而只是 256 個(gè)可能值。 信號(hào)經(jīng)過 DAC0832 轉(zhuǎn)換后輸出的信號(hào)由于信號(hào)的幅值比較小，所以需要放大。采用常規(guī)的放大方式，采用兩片運(yùn)放，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)放大，設(shè)計(jì)的電路如圖7： 內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文10VREF 8RFB 9GND10IOUT1 11IOUT2 12DI713 DI614 DI515DI416DI07CS1 WR12GND3DI34 DI25 DI16XFER17WR218 ILE19VDD 20DAC0832814321LM358D 814321LM358DR2R1R3OUTVREF圖 7 信號(hào)處理模塊電路 Figure 7 amplifier circuit interface 4 顯示模塊的設(shè)計(jì)顯示模塊可以用 LCD1602 來顯示并達(dá)到分行顯示波形的類型和波形頻率的功能。 圖 8 液晶顯示Fig. 8 liquid crystal display如上圖所示，1602 的八位數(shù)據(jù)端接單片機(jī)的 P1 口，其三個(gè)使能端RS、 RW、E 分別接單片機(jī)的 —。通過軟件控制液晶屏可以顯示波形的內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文11種類以及波形的頻率。5 軟體語言模塊的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用 AT89C52 單片機(jī)，用編程的方法來產(chǎn)生三種波形，并通過編程來切換三種波形以及波形頻率的改變。具體功能有：（1）各個(gè)波形的切換；（2）各種參數(shù)的設(shè)定；（3）頻率增減等。軟件調(diào)通后，通過編程器下載到 AT89C52 芯片中，然后插到系統(tǒng)中即可獨(dú)立完成所有的控制。軟件的流程圖如下： 圖 9 程序流程圖Figure 9 flow chart of the proper內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文12第四章 仿真圖及結(jié)果分析 1 波形發(fā)生器的調(diào)試與測(cè)試在測(cè)試本系統(tǒng)是采用的是將設(shè)置的數(shù)值與示波器所測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而可以知道本系統(tǒng)的性能。測(cè)試數(shù)據(jù)： 設(shè)定頻率（HZ） 示波器測(cè)試頻率（HZ） 相對(duì)誤差% 2 仿真結(jié)果圖正弦波仿真圖 圖 10 正弦波圖 Figure 10 sine wave figure內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文13三角波仿真圖 圖 11 三角波圖 Figure 11 triangle wave figure 方波仿真圖 圖 12 方波 Figure 12 square wave內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文14 誤差分析總結(jié)本次設(shè)計(jì)雖有小部分誤差，但基本上達(dá)到大致要求，在總結(jié)后，我們發(fā)現(xiàn)這些誤差可以修正的。處理方法如下：通過改變外接電容的大小可以改變頻率的輸出范圍。通過增大電位器阻值可以增大輸出信號(hào)的幅度。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用的知識(shí)有電路基礎(chǔ)，模擬電子，數(shù)字電子等，就像一個(gè)總回顧，讓我們從中復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的知識(shí)，并且拓展了專業(yè)視野，學(xué)識(shí)的增長(zhǎng)是我們所需要的，在制作過程中，與同學(xué)討論研究，相互協(xié)作，也提升了我們的動(dòng)手水平。內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文15 參考文獻(xiàn)：[1]謝自美《（第三版）》武漢：華中科技大學(xué)出版社。2022 年 7 月 [2]楊幫文《新型集成器件家用電路》北京：電子工業(yè)出版社， [3]第二屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編。北京：北京理工大學(xué)出版社，1997. [4]李炎清《畢業(yè)論文寫作與范例》廈門：廈門大學(xué)出版社。 [5]潭博學(xué)、苗江靜《集成電路原理及應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社。 [6] 姚福安 編著.《電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐》.山東科學(xué)技術(shù)出版社[7]李葉紫. MCS51 單片機(jī)應(yīng)用教程 .北京：清華大學(xué)出版社，～238.內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文16附錄 電路原理圖 圖 13 電路原理圖 Fig13. schematic circuit diagram