【正文】 ................................................. 11 、測試結(jié)果 .................................................................. 13 第八章 設(shè)計心得及體會 ............................. 13 第九章 參考文獻(xiàn) ..................................... 13 第十章 附錄 .......................................... 14 源程序 ...................................................................... 14 附圖 .......................................................................... 25 第一章 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計任務(wù) a) 設(shè)計一個有三種輸出波形的電路 ； b) 能產(chǎn)生 20Hz～ 10KHz 連續(xù)可調(diào)的正弦波和三角波，峰峰值在－ 5～ 5V 內(nèi)可調(diào)； c) 能產(chǎn)生 20Hz～ 10KHz 連續(xù)可調(diào)的方波 ,脈寬可調(diào) , 輸出峰峰值在 0～ 10V 之間可調(diào)； 題目的來源與技術(shù)背景 不論是在生產(chǎn)還是在科研與教學(xué)上，信號發(fā)生器都是電子工程師仿真實驗的最佳工具。 隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，對相應(yīng)的測試儀器和測試手段也提出了更高的要求，信號發(fā)生器己成為測試儀器中至關(guān)重要的一類，因此開發(fā)信號發(fā)生器具有重大意義?？梢娦盘栐丛诟鞣N實驗應(yīng)用和試驗測試處理中，它的應(yīng)用非天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 1 常廣泛。 第二章 方案設(shè)計與論證 信號發(fā)生電路方案論證 方案一 ： 利用單片機靈活的控制、強大的外設(shè)處理能力， 通過單片機控制D/A，輸出三種波形。但此方案電路簡單、成本低。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。 方案三 ：利用 MAX038 芯片組成的 電路輸出波形。 但此方案成本高，程序復(fù)雜度高。 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 2 單片機的選擇論證 方案一： STC89RC52 單片機是一種高性能 8 位單片微型計算機。 方案二： C8051F005 單片機是完全集成的 混合信號 系統(tǒng)級芯片，具有與8051 兼容的微 控制器 內(nèi)核，與 MCS51 指 令集完全兼容。 但其價格較貴 以上兩種方案綜合考慮，選擇方案 一 鍵盤方案論證 方案一：矩陣式鍵盤。當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時，所有的行和列線都斷開，行線都呈高電平。 方案二：編碼式鍵盤。當(dāng)鍵盤上沒有閉合時，所有鍵都斷開，當(dāng)某一鍵 閉合時，該鍵對應(yīng)的編碼由 74LS148輸出 。 第三章 總體系統(tǒng)設(shè)計 總體系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用單片機作為數(shù)據(jù)處理及控制核心，由單片機完成系統(tǒng)控制 、信號的采集分析 以及信號 的處理和變換，采用按鍵輸入的方案。圖 1 為系統(tǒng)的總體框圖 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 3 圖 總體方框圖 第四章 主要電路元器件介紹 單片機簡介 STC89C52 是一種 帶 8K 字節(jié) FLASH 存儲器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。其外形及引腳排列如圖 2 所示 主控芯片 STC89C52 鍵盤 D/A0832 放大 輸出 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 4 圖 2 DAC0832 簡介 DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片，由 8 位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換控制電路四部分構(gòu)成。當(dāng) WR2 和 XFER 同時有效時， 8 位 DAC 寄存器端為高電平“ 1”，此時 DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是出入寄存器 Q 端得電平變化，反之，當(dāng)端為低電平“ 0”時，第一級 8 位輸入寄存器 Q 端得狀態(tài)則鎖存到第二級 8 位 DAC 寄存器中，以天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 5 便第三極 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 6 圖 STC89C51 單片機最小系統(tǒng) 波形產(chǎn)生模塊設(shè)計 由單片機采用編程方法產(chǎn)生三種波形、通過 DA 轉(zhuǎn)換模塊 DAC0832 在進(jìn)過濾波放大之后輸出。如圖開關(guān) 3 用來切換輸出波形、開關(guān) 7 用來調(diào)節(jié)頻率的加減。 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 9 第六章 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計 具體功能有： （ 1）各個 波形 的切換； （ 2）頻率 增減 ； （ 3） 方波占空比調(diào)節(jié) 等。 軟件流程圖 軟件的流程圖如下： 進(jìn)入中斷 flag==? sinwave() TR1=1 recwave() triwave() 進(jìn)入中斷 設(shè)定 T1 初值 中斷返回 中斷返回 ==1 ==2 ==3 T1中斷服務(wù)子程序 T0 中斷服務(wù)子程序 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 10 圖 按鍵處理程序 第七章 輸出波形的種類與頻率的測試 測量儀器 及 測試說明 測量儀器： 穩(wěn)壓電源、示波器、數(shù)字萬用表。調(diào)節(jié)參考電壓大小可調(diào)節(jié)輸出電壓幅度變化。另外 7 開關(guān)可以調(diào)節(jié)頻率，三種波形的頻率可調(diào)范圍不同，分別如下： 正弦波： 20— 3KHZ 方 波： 20—— 3KHZ 設(shè)定鍵盤初始電平狀態(tài) 讀按鍵狀態(tài) 有鍵按下？ 消抖，重新讀取 結(jié)束 Y N 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 11 三角波 :20—— 3KHZ 三種波形的仿真波形圖 如下： 圖 正弦波圖形 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 12 圖 方波占空比 90 時圖形 天津工業(yè)大學(xué) 2022 級《測控電路》課程設(shè)計 13 圖 三角波圖行 、測試結(jié)果 測試數(shù)據(jù) 如下