方波发生器

课程设计任务书

学院信息工程学院班级11 自动化姓名设计起止日期2013.6.24~2013.6.28

设计题目：方波发生器

设计任务（主要技术参数）：

设计一个方波发生电路.

主要技术参数：

①频率：100~1000Hz

②幅度：≧２Ｖ

指导教师评语：

成绩：签字：

年月日

课程设计说明书N O.1

1 课程设计目的

《模拟电子技术课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。目的是通过解决比较简单的实际问题巩固和加深在《模拟电子技术》课程中所学的理论知识和实验技能。训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工作。积极调动和激发学生的学习热情，最大限度的发挥学生的学习潜能；对所学知识进行阶段性的综合训练，初步了解一般模电产品研发设计的基本程序、方法、及过程，掌握相关电路设计应用及一定的电子元器件的应用、产品制作的技能；培养学生学术交流、再学习（查找理解相关技术资料）及独立完成的能力为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。

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课程设计说明书 N O.2

2 设计方法论证 2.1 概述

方波发生电路在测量、自动控制、通讯、无线电广播和遥控等许多技术领域中有着广泛的应用，甚至在收音机、电视机和电子表等日常生活用品中也离不开它。总之方波发生电路广泛地用于工业生产、科学实验和日常生活等各个领域中。

2.2设计方案选择论证

方波发生电路实际上是由一个滞回比较器和一个RC 充放电回路组成。其中，集成运放和电阻R1和R2组成滞回比较器，电阻R 和电容C 构成充放电回路，稳压管和电阻R3的作用是钳位，将滞回比较器的电压限制在稳压管的稳定电压±z U 。

在方波发生电路中，如图1所示电位器w R 和二极管D1、D2的作用是将电容充电和放电的回路分开，并调节充电和放电两个时间常数的比。

方波发生电路没有稳态，它有两个暂态，一个是低电平，另一个是高电平。要想达到这种效果可采用滞回比较器，同时利用RC 充放电回路来改变集成运放反向输入端的输入电压即-u =c u 。当电容上的电压上升到-u =+u 时，滞回比较器的输出端将发生跳变，由高电平跳变成低电平。当电容上的电压下降到-u =+u 时，滞回比较器的输出端将再次发生跳变，由低电平跳变成高电平。以后又重复上述过程。如此电容反复地进行充电和放电，滞回比较器的输出端反复地在高电平和低电平之间跳变，于是产生了正负交替的方波。

因此，在选择方波发生电路时，采用滞回比较器和RC 充放电回路来构成方波发生电路。

课程设计说明书N O.3

图1 方波发生电路框图

3 单元电路设计

3.1滞回比较器

滞回比较器可用于产生方波、三角波和锯齿波等各种非正弦波信号，也可用于波形变换电路。用于控制系统时，滞回比较器的主要优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回比较器两个门限电平UT+和UT-的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变。

课程设计说明书 N O.4

滞回比较器的输入电压经电阻R1加在集成运放的反响输入端，参考电压

REF U 经电阻R2接在同向输入端，此外从输出端通过电阻F R 引回同向输入端。

电阻R 和背靠背稳压管Z VD 的作用是限幅，将输出电压的幅度限制在±z U 。

图2 滞回比较器的输入输出波形

当集成运放反向输入端和同向输入端的电位相等，即-+=u u 时，输出端的状态将发生跳变。

其中I u u =-

+u 则由参考电压REF U 及输出电压O u 两者共同决定，而O u 有两种可能的状

态：+UZ 或-UZ 。由此可见，使输出电压由+UZ 跳变成-UZ ，以及由-UZ 跳变成+UZ

课程设计说明书 N O.5

所需的输如电压值是不同的。也就是说，这两种比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。

利用叠加原理可求的门限电平

Z R R R REF R R R T U U U F F F +++=+22

2 Z R R R REF R R R T U U U F

F F ++-=-222 由以上两式可求的门限宽度

△Z R R R T U U F

+=222

3.2方波发生电路在方波发生电路中，如图1所示电位器Rw 和二极管D1、D2的作用是将电容充电和放电的回路分开，并调节充电和放电两个时间常数的比例。若将电位器的滑动端向下滑动，则充电时间常数减少，放电时间常数增大。因此输出端端为高电平的时间缩短，输出端为低电平的时间变长，Uc 和Uo 的波形如图2所示，图中T1＜T2。相反，如果将电位器滑动端向上移动，则充电时间常数增大，放电时间常数减小，可得T1＞T2

图3 方波发生电路

课程设计说明书 N O.6

图4 电路波形图

当忽略二极管的导通电阻时，利用类似的分析方法，可求的电容的充电和放电时间分别为

T1=(w R R ''+)C )

1ln(212R R + T2=(R +w R ')C )

1ln(21

2R R +

课程设计说明书 N O.7

输出波形的z 振荡周期为

R R T T T +=+=2(21+1ln()C w 212R R )

方波的占空比为

R R w R R T T D '+''+==221 当D=0.2时令0='w

R 得Rw =3R 当D=0.8时令Rw w

R ='得Rw =3R 由f=1000Hz 得T=0.001秒

而 R R T T T +=+=2(21+1ln()C w 212R R ) 令R=100K Ω 则w R =300 K Ω 令C=0.01F μ R2=55K Ω 得R1=6.089K Ω

4 仿真分析方案选择

在输出端利用示波器观察波形，电压表测量输出电压。仿真分析电路如图5所示。

图5 仿真分析原理图

课程设计说明书N O.8 5 仿真分析结果及误差分析

仿真分析结果如图6所示。电压表读数为5.858V ，波形没有明显的失真，基本满足要求。存在误差的原因主要是元件参数误差，测量误差以及忽略了二极管的导通电阻等等。

图6仿真结果分析

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课程设计说明书N O.9

6 设计体会

为期两周的课程设计实验结束了，在这两周里，我们是充实的，我们是受益

匪浅的，对为期两周的课程设计实验做以总结。

首先，这次课程设计实验给了我们都动手的机会，是我们在课堂上学习理论知识和实践结合起来，讲知识全面化，实际化，是我们能够更好的将理论知识应用于实际操作上。

其次，同学在老师的指导下，将课堂上未能理解的知识在时间中得到更好的记忆和理解，使知识更好的留在我们的记忆中。

最后一点，同学们互帮互助学习氛围和良好的学习习惯的相互学习使我们的学习劲头和学习兴趣一下子提高了许多，我觉得这是我们这次课程设计实践所收获的最为重要的。由于水平有限，难免会存在问题，希望老师批评指正。

7 参考文献

[1].陈大钦.电子技术基础实验－电子电路实验、设计、仿真[M]. 北京：高等

教育出版社 2002

[2].朱定华、吴建新、饶志强.模拟电子技术[M]. 北京：清华大学出版社 2005

[3].杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第三版）[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.5

[4]. 童诗白、华成英《模拟电子技术基础》（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社 2001

方波发生器设计(课程设计报告)

课程设计(论文)说明书题目：方波发生器的设计院（系）：专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：职称： 20 年月日

摘要本次课程设计以AT89S51单片机为核心器件，外围采用按键作为控制以及LCD1602作为显示器所设计的方波发生器。该方波发生器能实现0-1kHz频率范围、占空比可调的方波输出。其核心技术为单片机并行端口的应用、单片机定时器中断应用和数字分离的ASCII码液晶显示技术。采用8个独立的按键组成控制模块，操作方便，按键控制模式可以通过程序进行设定；显示模块则由液晶屏1602构成，能显示出实时输出方波的频率及占空比，直观明了。设计过程中遇到的问题是输出方波的频率、占空比与液晶显示数据存在误差，通过不断调试程序，合理编写中断服务程序来修正误差提高精确度，达到设计要求。该方波发生器具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。关键词：方波发生器；AT89S51单片机；键盘；LCD1602

Abstract The course design AT89S51 microcontroller as the core device, the external use of buttons as a control and LCD1602 displays are designed as a square wave generator. The square wave generator to achieve 0-1kHz frequency range, adjustable duty cycle square wave output. The core technology for the application of single chip parallel port, SCM applications and digital timer interrupt ASCII code separate liquid crystal display technology. 8-independent component control module buttons, easy to operate key control mode can be set through the program; display module constituted by the LCD1602, can show real-time output frequency and duty cycle square wave, intuitive and clear. Problems encountered in the design process is the output square wave frequency, duty cycle and LCD display data errors exist, through continuous commissioning process, a reasonable write interrupt service routine to correct the error to improve accuracy, to meet the design requirements. The square wave generator has a simple circuit, compact, low cost, superior performance advantages. Keywords: Square wave generator；AT89S51 microcontroller；keyboard；liquid crystal 1602

方波发生器

方波发生器一、实验目的（1）用555设计一个频率为1k占空比为50%的方波发生器。（2）设计截止频率为1.6K的一阶RC低通滤波对（1）中的方波进行滤波。二、实验原理 1、555定时器的电路结构与功能 555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能既方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。 555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输

出缓冲器5个部分组成。基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。用555定时器设计方波发生器，其基本单元为施密特触发器。施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于vt+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的.

由于比较器C1和C2的参考电压不同，因而SR锁存器的置0信号和置1信号必然发生在输入信号的不同电平。因此，输出电压V0由高电平变为低电平和由低电平变为高电平所对应的VI也不同，这样就构成了施密特触发特性。只要将555定时器的V I1和V I2两个输入端连在一起作为信号输入端，即可得到施密特触发器。用555定时器设计方波发生器，可以先把它接成施密特触发器，再把施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回到它的输入端。555设计方波信号发生器如图所示 R T C

模拟电子电路课程设计正弦波三角波方波函数发生器样本

课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 题目: 正弦波－三角波－方波函数发生器初始条件: 具备模拟电子电路的理论知识; 具备模拟电路基本电路的设计能力; 具备模拟电路的基本调试手段; 自选相关电子器件; 能够使用实验室仪器调试。要求完成的主要任务: ( 包括课程设计工作量及其技术要求, 以及说明书撰写等具体要求) 1、频率范围三段: 10～100Hz, 100 Hz～1KHz, 1 KHz～10 KHz; 2、正弦波Uopp≈3V, 三角波Uopp≈5V, 方波Uopp≈14V; 3、幅度连续可调, 线性失真小; 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书时间安排: 一周, 其中3天硬件设计, 2天硬件调试指导教师签名: 年月日系主任( 或责任教师) 签名: 年月日

目录 1.综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1信号发生器概论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2 Multisim简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.3集成运放lm324简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.方案设计与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1方案一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2方案二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.3方案三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.单元电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

用模拟方式设计一个方波发生器和三角波发生器

用模拟方式设计一个方波发生器和三角波发生器，频率在100Hz到10KHz之间任意可调，幅度在±5V。 1、在图书馆查阅资料，分析目前常用的波形发生器种类，并进行对比； 1、用模拟方式设计一个方波发生器和三角波发生器，频率在100Hz到10KHz之间任意可调，幅度在±5V。 2、用Protel绘制电路图，说明电路的功能，并进行相关计算，确定元件参数。 3、编写设计报告。 1．直流稳压电源的设计与制作要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50HZ交流电转换为多路直流稳压输出：+12V/1A，-12V/1A，+5V/1A，-5V/1A，+5V/3A及一组可调正电压。 2．高保真音频功率放大器的设计与制作要求设计制作一个高保真音频功率放大器，输出功率10W/8Ω，频率响应20~20KHZ，效率>60％，失真小。 3．函数发生器的设计与制作要求设计制作一个方波－三角波－正选波发生器，频率范围10～100Hz，100Hz～1KHz，1KHz～10KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度连续可调，线性失真小。要求:1)课题名称。2)设计任务和要求。3)方案选择与论证。4)原理框图，总体电路图、布线图以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。5)电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。6)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。是这要求吗？若是就如下电路原理图如图一所示。图中的8038为函数发生器专用IC，它具有3种波形输出，分别正弦波、方波和三角波，8038的第10脚外接定时电容，该电容的容值决定了输出波形的频率，电路中的定时电容从C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500μF开始，依次减小十倍，直到5500pF，频率范围相应地从0.05Hz～0.5 Hz～5Hz～50Hz～500Hz～5kHz～50kHz～500kHz，如果C8取250pF，频率可达1MHz。图中的V1、R7、R8构成缓冲放大器，R9为电位器，用于改变输出波形的幅值。整个电路的频率范围为0.05Hz～1MHz，占空比可以从2%至98%调整，失真不大于1%，线性好，误差不大于0.1%，因此电路很有实用价值。参考资料：更多详细资料：这个我以前学校里有做过。大致设计思想是先用三极管振荡出1个正弦波，再经过一级放大（输出正弦波），后面加一级放大限幅的电路（输出方波），最后一级积分电路（输出3角波）。翻翻书吧，模拟电子书上有的函数信号发生器的设计与制作系别：电子工程系专业：应用电子技术届：07届姓名：李贤春摘要本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术

占空比可调的方波函数发生器

西北民族大学电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第二学期）课程名称：模电课程设计题目：正弦波发生器设计专业班级：10级自动化一班学生姓名：杨香林学号：P101813404 指导教师：刘明华设计成绩：二〇一二年六月二十三日

目录 1.课程设计的目的 2.课程设计内容 2.1总体概述 2.11 设计任务 2.12 设计要求 2.2系统方案分析 2.3系统设计及仿真 2.4硬件设计 3.课程设计总结 4.参考文献

1、课程设计目的 1．掌握电子系统的一般设计方法。 2．理解迟滞比较器的设计原理，掌握方波函数发生器的设计原理。 3．理解555定时器的工作原理，掌握多谐振荡器的设计原理。 4．熟练运用multisim仿真软件设计和仿真电路。 5．提高综合应用所学知识来指导实践的能力。 2、课程设计总文 2.1总体概述 2.11 设计任务使用集成运算放大器、稳压二极管、二极管、电阻等器件设计方波函数发生器。 2.12 设计要求 1、根据技术要求和现有开发环境，分析课设题目； 2、设计系统实现方案； 3、要求占空比可调；输出电压：8V<|Vo|<15V；周期：2ms

2.2系统方案分析迟滞比较器，是将集成运放比较器的输出电压通过反馈网络加到同相端，形成正反馈，如图2.21（a ）所示，待比较电压I 加在反相输入端。在理想情况下，它的比较特性如图2.11（b ）所示。由图可见，它有两个门限电压，分别称为上门限电压OH U 和下门限电压 OL U ，两者的差值称为门限宽度。图2.2(a ）图2.2（b ）设比较器输出高电平 OH U ，则 OH U 和 ref U 共同加到同相输入端的合成电压为

基于MCS-51单片机的可调频率方波发生器课程设计报告

摘要本实验是基于PHILIPS AT89C51 单片机所设计的，可以实现键位和数字动态显示的一种频率可调方波发生器。通过键盘键入(10HZ-9999HZ)随机频率，使用七段数码管显示，每一个数码管对应一个键位。单片机对各个键位进行扫描，确定键位的输入，然后数码管显示输入的数值，方波发生器输出以数码管显示的数值为频率的方波。关键词：单片机七段数码管键盘电路频率可调方波发生器

一、目的和功能 1.1 目的：设计一种频率范围限定且可调的方波发生器，志在产生特定频率的方波。 1.2功能：假设键盘是4*4的键盘，当键盘输入范围在10hz-9999hz的数字，单片机控制数码管显示该数值，并把该数值当做方波发生器的输入频率，单片机控制该方波发生器以该数值作为频率显示方波，从而得到我们想要频率的方波。二、硬件设计 2.1 硬件设计思想键盘的数字和键位关系固定，通过键盘输入产生频率，通过LED数码管显示出来，每一个数码管对应一个键位。基本设备是基于PHILIPS AT89C51单片机，外围设备采用的是4个七段数码管，PHILIPS A T89C51单片机，1个OSCILLOSCOPE 方波发生器，16个Button，若干电阻，电源电池。 2.2 部分硬件方案论述 2.2.1 七段数码管扫描显示方式的方案比较方案一：静态显示方式：静态显示方式是指当显示器显示某一字符时，七段数码管的每段发光二极管的位选始终被选中。在这种显示方式下，每一个LED数码管显示器都需要一个8位的输出口进行控制。静态显示主要的优点是显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度大，系统运行过程中，在需要更新显示内容时，CPU才去执行显示更新子程序，这样既节约了CPU的时间，又提高了CPU的工作效率。其不足之处是占用硬件资源较多，每个LED数码管需要独占8条输出线。随着显示器位数的增加，需要的I/O口线也将增加。

方波发生器

方波发生器姓名：张敏靓学号：1007433014 一、实验任务设计并制作一个方波振荡器及低通滤波器，观察振荡器和低通滤波器输出波形。（1）用555设计一个频率为1k占空比为50%的方波发生器，（2）设计截止频率为1.6K的一阶RC低通滤波对（1）中的方波进行滤波。二、实验元件

三、实验原理 1.方波振荡器（1）555芯片 555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲发生器和振荡电路。555可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。功能表

引脚图实物图（2）方波振荡器原理图 R R T C 占空比为 1 21 T T T +，C R T A 693.01=，C R T B 693.02= 若设计方波信号，使占空比为50%，令B A R R =，则 T A C R T T f 722 .0121= += 设计1kHz 的方波信号，选取μ22.0=T C F ，Ω==K R R B A 3.3

2. 低通滤波器 1 1 o V 传输函数为1 11 111)(C R j C R j H + Ω=Ω 因为∣H(j Ω)∣= 21，推得一阶低通滤波器截止频率为1 1121C R f S π= 设计截止频率为1.6KHz 的低通滤波器，则Ω=K R 11，μ1.01=C F 。四、实验内容 1. Multisim 仿真（1）仿真电路图

（2）仿真结果（3）改变R1或R2的阻值，可改变占空比 2.实物测试（1）按电路图焊接电路（2）按电路图连接电路（3）观察示波器上的图像，改变R1或R2的阻值，使占空比为50% （4）改变R3的阻值，使低通滤波器的截止频率为1.6K （5）改变R1或R2的阻值，可改变占空比

课程设计—基于单片机的方波信号发生器汇总

微型计算机技术专业方向课程设计任务书题目名称：基于单片机的方波信号发生器专业自动化班级122 姓名学号学校：指导教师： 2014年12月9日

课程设计任务书课程名称：微型计算机技术设计题目：基于单片机的方波信号发生器系统硬件要求：从P1.0口输出方波，分四个档：按下S1时输出1HZ，按下S2时输出10HZ，按下S3时输出1KHZ，按下S4时输出10KHZ的方波，要求误差少于1%，软件设计： 1）主程序设计 2）各功能子程序设计其他要求： 1、每位同学独立完成本设计。 2、依据题目要求，提出系统设计方案。 3、设计系统电路原理图。 1、调试系统硬件电路、功能程序。 2、编制课程设计报告书并装订成册，报告书内容（按顺序）（1）报告书封面（2）课程设计任务书（3）系统设计方案的提出、分析（4）系统中典型电路的分析（5）系统软件结构框图（6）系统电路原理图（7）源程序（8）课设字数不少于2000字成绩评语

摘要本实验是基于AT89C51单片机单片机所设计的，可以实现四种频率不同的方波信号的发生。本实验方波输出在89C51的P1.0口，分为四档，按下S1时输出1HZ，按下S2时输出10HZ，按下S3时输出1KHZ，按下S4时输出10KHZ的方波。关键词：51单片机；方波；四档

目录第一章前言 (5) 第二章系统总体设计 2.1系统介绍 (5) 2.2 硬件简介 (5) 2.3 软件简介 (5) 2.4 系统结构框图 (5) 第三章硬件电路 3.1硬件设计思想 (6) 3.2开关信号采集 (6) 3.3复位电路及晶振电路 (8) 3.4方波输出 (8) 第四章软件系统 4.1软件系统概述 (8) 4.2各部分程序 (10) 第五章总结 (15) 附录 (16)

课程设计——波形发生器要点

1.概述波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。本课程采用采用RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。

2．设计方案采用RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。文氏桥振荡器产生正弦波输出，其特点是采用RC串并联网络作为选频和反馈网络，其振荡频率f=1/2πRC.改变RC的值，可得到不同的频率正弦波信号输出。用集成运放构成电压比较器，将正弦波变换成方

3. 设计原理 3.1正弦波产生电路正弦波由RC 桥式振荡电路（如图3-1所示），即文氏桥振荡电路产生。文氏桥振荡器具有电路简单、易起振、频率可调等特点而大量应用于低频振荡电路。正弦波振荡电路由一个放大器和一个带有选频功能的正反馈网络组成。其振荡平衡的条件是AF ＝1以及ψa+ψf=2n π。其中A 为放大电路的放大倍数，F 为反馈系数。振荡开始时，信号非常弱，为了使振荡建立起来，应该使AF 略大于1。放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻以减少放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅决定于选频网络，因此通常选用引入电压串联负反馈的放大电路。正反馈网络的反馈电压U f 是同相比例运算电路的输入电压，因而要把同相比例运算电路作为整体看成电路放大电路，它的比例系数是电压放大倍数，根据起振条件和幅值平衡条件有 31 1≥+ =R Rf Av （Rf=R2+R1//D1//D2）且振荡产生正弦波频率 Rc f π210= 图中D1、D2的作用是，当Vo1幅值很小时，二极管D1、D2接近开路，近似有Rf ＝9.1K ＋2.7K ＝11.8K ，，Av=1+Rf/R1=3.3>=3,有利于起振；反之当Vo 的幅值较大时，D1或D2导通，Rf 减小，Av 随之下降，Vo1幅值趋于稳定。

方波发生器讲解

课程设计报告课程名称：基于单片机的方波信号发生器院部：电控学院专业班级：电气0601班学生姓名：程云鹏指导教师：郝兆明完成时间：2009年06月10日报告成绩：_____ _____________________ 评阅意见：评阅教师日期

目录一、概述 ------------------------------------------------------------------ 3 1.1、设计内容 ------------------------------------------------------ 3 1.2、设计的基本要求 ------------------------------------------------ 3 二、方波发生器设计方案 ---------------------------------------------------- 4 2.1、方案介绍 ------------------------------------------------------ 4 2.2、方波信号发生器的原理与功能 ------------------------------------ 4 三、系统的硬件设计 -------------------------------------------------------- 6 3.1、单片机最小系统 ------------------------------------------------ 6 3.2、小键盘接口电路 ------------------------------------------------ 7 3.3、LED显示电路--------------------------------------------------- 7 四、系统的软件设计 -------------------------------------------------------- 8 4.1、主程序 -------------------------------------------------------- 8 4.2、系统初始化子程序 ---------------------------------------------- 9 4.3、显示子程序 ---------------------------------------------------- 9 4.4、键盘扫描程序 ------------------------------------------------- 10 4.5、定时器中断子程序 --------------------------------------------- 11 五、调试与性能分析 ------------------------------------------------------- 12 5.1硬件调试------------------------------------------------------- 12 5.2软件调试------------------------------------------------------- 12 六、设计体会 ------------------------------------------------------------- 13 参考文献 ----------------------------------------------------------------- 14 附录A：基于单片机方波信号发生器的原理图---------------------------------- 15 附录B：基于单片机方波信号发生器的程序清单-------------------------------- 16 附录C：仿真图——————————————————————————————21

设计制作一个产生方波三角波正弦波函数转换器

模拟电路课程设计报告课题名称：设计制作一个产生方波－三角波－正弦波函数转换器。姓名：学号：45 专业班级：电信指导老师：设计时间: 1月3号设计制作一个产生方波－三角波－正弦波函数转换器（一）设计任务和要求 ①输出波形频率范围为~20kHz且连续可调； ②正弦波幅值为±2V，； ③方波幅值为2V； ④三角波峰-峰值为2V，占空比可调； ⑤用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）（二）函数发生器的方案 (一)：直流电源（将220V的交流电变成+12V和-12V的直流电）直流电源的组成及各部分的作用:

1. 直流电源发生电路图如下所示: （二）函数发生器方案一：如下图所示：图(1) 方案二：如下图所示电网电压负载

：图(2) 方案三：如下图所示：图(3) 方案讨论：（我选择第三种方案）制作一个函数发生器（方波-三角波-正弦波的转换），由电压比较器可以产生方波，方波通过积分可以产生三角波，对于三角波产生正弦波的方法较多。方案一中了利用差分放大电路实现三角波-正弦波的转换，优点：差分放大电路具有工作稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强，特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变成正弦波，有效的利用了差分放大传输特性曲线的非线性。缺点：差分放大电路比较复杂，很容易造成虚焊，布局中有较多的晶体管，很容易错焊。电压（滞回）比较器积分运算电路二阶低通滤波电路

方案二中利用了折线法实现三角波-正弦波的转换，优点：利用折线法焊接电路比较简单，不受输入电压频率范围的限制，便于集成化；缺点：反馈网络中的电阻要匹配很困难。方案三中利用了低通滤波实现三角波-正弦波的转换，优点：电路焊接比较简单，减少工作量和器材，所需要的器材都比较容易购买三、单元电路设计与参数计算 1、直流电源的参数设计提供的是220V 的交流电源要变为12V 直流电源，整流后的电压及电流为：【1】整流电路：将交流变直流的过程。设变压器副边电压U2=wt U sin 22, U 2为其有效值。则：输出电压的平均值输出电流的平均值 I O(AV)=R L 脉动系数 S=) (1AV O M O U U = 2/3= 二极管的选择最大镇流电流I F > L R U π2 2 最高反向工作电压 U RM >22U 【2】滤波电路：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。如图所示按照三角形相似关系可得： U O(AV)=2U 2(1-T/4R L C) 当R L C=(3~5)T/2时，U O(AV) = 脉动系数为 S= T C R T L -4 (b)理想情况下的波形 (c)考虑整流电路内阻时的波形

波形发生器课程设计

1.设计题目:波形发生电路 2.设计任务和要求: 要求：设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。基本指标：输出频率分别为：102H Z 、103H Z ；输出电压峰峰值V PP ≥20V 3.整体电路设计 1）信号发生器: 信号发生器又称信号源或振荡器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。通过模拟电子技术设计的波形发生器是一个不需要外加输入信号，靠自身振荡产生信号的电路。2）电路设计：整体电路由RC振荡电路，反相输入的滞回比较器和积分电路组成。理由：a）矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分； b）产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈； c）输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。 RC振荡电路：即作为延迟环节，又作为反馈电路，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。反相输入的滞回比较器：矩形波产生的重要组成部分。积分电路：将方波变为三角波。 3）整体电路框图：为实现方波，三角波的输出,先通过 RC振荡电路，反相输入的滞回比较器得到方波，方波的输出，是三角波的输入信号。三角波进入积分电路，得出的波形为所求的三角波。其电路的整体电路框图如图1所示：

图1 4）单元电路设计及元器件选择 a ）方波产生电路根据本实验的设计电路产生振荡，通过RC 电路和滞回比较器时将产生幅值约为12V 的方波，因为稳压管选择1N4742A （约12V ）。电压比较电路用于比较模拟输入电压与设定参考电压的大小关系，比较的结果决定输出是高电平还是低电平。滞回比较器主要用来将信号与零电位进行比较，以决定输出电压。图3为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R 3起限流作用，R 2和R 1构成正反馈，运算放大器当u p >u n 时工作在正饱和区，而当u n >u p 时工作在负饱和区。从电路结构可知，当输入电压u in 小于某一负值电压时，输出电压u o = -U Z ；当输入电压u in 大于某一电压时，u o = +U Z 。运算放大器在两个饱和区翻转时u p =u n =0，由此可确定出翻转时的输入电压。u p 用u in 和u o 表示，有 2 1o 1in 22 1o 2 in 1p 111 1R R u R u R R R u R u R u ++= ++= 根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压 th Z 2 1 o 21in U U R R u R R u ==-= U th 称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图4所示。设输入电压初始值小于-U th ，此时u o = -U Z ；增大u in ，当u in =U th 时，运放输出状态翻转，进入正饱和区。如果初始时刻运放工作在正饱和区，减小u in ，当u in = -U th 时，运放则开始进入负饱和区。 RC 振荡电路积分电路方波三角波反相输入的滞回比较生成生成输入积分电路输入

占空比可调方波发生器

燕山大学课程设计说明书题目：低通FIR滤波器设计与应用学院（系）：电气工程学院年级专业： 10级精仪二班学号：学生姓名：王舟济指导教师：孟宗教师职称：副教授

电气工程学院《课程设计》任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系

说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年月日

目录摘要.................................................................第1章绪论.......................................................... 1.1设计内容..................................................... 1.2设计基本要求.................................................第2章总体方案论证与设计.......................................... 2.1方案论述..................................................... 2.2方波发生器的硬件组成框图..................................... 第3章方波发生器原理................................................................... .............................. 3.1方波发生器的原理与功能................................................................... ............. 3.2键盘控制原理................................................................... ................................. 3.3程序框图................................................................... ......................................... 3.4方波波形显示................................................................... ......................... 第4章系统硬件设计 ................................................................

波形发生器课程设计报告

课程设计报告书波形发生器学院电子与信息学院专业班级学生姓名学生学号指导教师课程编号课程学分1 起始日期2017 波形发生器一、选题背景波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、矩形波的函数波形发生器。二、方案论证 1、设计题目要求 1.1、功能要求同时三通道输出，采用正弦波、矩形波、三角波的级联结构；电源由稳压电源供给； 1.2、指标要求：输出电压要求正弦波Vp-p>10V、矩形波Vp-p>10V、三角波Vp-p>4V；输出波形频率范围为100Hz—2kHz；

通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%；矩形波占空比可调整，调整范围：10%～90%； 2、总体设计方案 2.1设计思路根据模拟电子技术基础课程，可通过RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，通过比较器变换成矩形波，再通过积分电路变换成三角波；或者同过滞回比较器和RC电路组成的矩形波发生电路产生矩形波，通过积分电路变换成三角波，再用滤波法变换成正弦波。 2.2设计方案满足上述设计功能可以实施的方案很多，现提出以下几种方案： 2．2．1方案一 ①原理框图图2.2.1方案一原理框图 ②基本原理通过RC桥式正弦波振荡电路，产生正弦波，改变电阻R和电容C的值实现频率可调；通过单限比较器，产生矩形波，接入参考电压，通过改变与参考电压串联电阻的阻值，实现占空比可调；通过积分电路，产生三角波。 2．2．2方案二 ①原理框图

方波和三角波发生器电路

创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 方波和三角波发生器电路由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。如图6. 5所示为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方波和三角波发生器。方波和三角波发生器的工作原理 A1构成迟滞比较器，同相端电位Vp由VO1和VO2决定。利用叠加定理可得：当Vp＞0时A1输出为正，即VO1 = +Vz；当Vp＜0时，A1输出为负即VO1 = -Vz A2构成反相积分器 VO1为负时，VO2 向正向变化，VO1 为正时，VO2 向负向变化。假设电源接通时VO 1 = -Vz，线性增加。当VO2上升到使Vp略高于0v时，A1的输出翻转到VO1 = +Vz 。

四、报告要求 1、课题的任务和要求。 2、课题的不同方案设计和比较，说明所选方案的理由。 3、电路各部分原理分析和参数计算。 4、测试结果及分析：（1）实测输出频率范围，分析设计值和实测值误差的来源。（2）对应输出频率的高、中、低三点，分别实测输出电压的峰－峰值范围，分析输出电压幅值随频率变化的原因。（3）频率特性测试，在低频端选定一个输出幅值，而后逐步调高输出频率，选12～15个测试点，用示波器观测输出对应频率下的输出幅值，填入自己预做的表格，画出电路的幅频特性。注意：输出幅值一旦选定，在调节输出测试频率点过程中，不能再动！（4）画出示波器观测到的各级输出波形，并进行分析；若波行有失真，讨论失真产生的原因和消除的方法。 5、课题总结 6、参考文献 2、方波、三角波发生器（1）按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。

多种波形发生器的设计与制作

课题三多种波形发生器的设计与制作方波、三角波、脉冲波、锯齿波等非正弦电振荡信号是仪器仪表、电子测量中最常用的波形，产生这些波形的方法较多。本课题要求设计的多种波形发生器是一种环形的波形发生器，方波、三角波、脉冲波、锯齿波互相依存。电路中应用到模拟电路中的积分电路、过零比较器、直流电平移位电路和锯齿波发生器等典型电路。通过对本课题的设计与制作，可进一步熟悉集成运算放大器的应用及电路的调试方法，提高对电子技术的开发应用能力。 1、设计任务设计并制作一个环形的多种波形发生器，能同时产生方波、三角波、脉冲波和锯齿波，它们的时序关系及幅值要求如图3-3-1所示。图3-3-1 波形图设计要求： ⑴ 四种波形的周期及时序关系满足图3-3-1的要求，周期误差不超过%1±。 ⑵ 四种波形的幅值要求如图3-3-1所示，幅值误差不超过%10±。 ⑶ 只允许采用通用器件，如集成运放，选用F741。

要求完成单元电路的选择及参数设计，系统调试方案的选取及综合调试。 2、设计方案的选择由给定的四种波形的时序关系看：方波决定三角波，三角波决定脉冲波，脉冲波决定锯齿波，而锯齿波又决定方波。属于环形多种波形发生器，原理框图可用3-3-2表示。图3-3-2 多种波形发生器的方框图仔细研究时序图可以看出，方波的电平突变发生在锯齿波过零时刻，当锯齿波的正程过零时，方波由高电平跳变为低电平，故方波发生电路可由锯齿波经一个反相型过零比较器来实现。三角波可由方波通过积分电路来实现，选用一个积分电路来完成。图中的u B电平显然上移了+1V，故在积分电路之后应接一个直流电平移位电路，才能获得符合要求的u B波形。脉冲波的电平突变发生在三角波u B的过零时刻，三角波由高电平下降至零电位时，脉冲波由高电平实跳为低电平，故可用一个同相型过零比较器来实现。锯齿波波形仍是脉冲波波形对时间的积分，只不过正程和逆程积分时常数不同，可利用二极管作为开关，组成一个锯齿波发生电路。由上，可进一步将图3-3-2的方框图进一步具体化，如图3-3-3所示。图3-3-3 多种波形发生器实际框图器件选择，设计要求中规定只能选用通用器件，由于波形均有正、负电平，应选择由正、负电源供电的集成运放来完成，考虑到重复频率为100Hz(10ms),故选用通用型运放F741（F007）或四运放F324均可满足要求。本设计选用F741。其管脚排列及功能见附录三之三。

两路相位可调方波信号发生器(最终版)

目录 1、设计原理与方法 (2) 1.1、单片机系统概述 (2) 1.2、80C51内部结构与引脚说明 (2) 1.3、设计原理 (4) 2、系统硬件线路设计图 (6) 3、程序框图 (7) 4、资源分配表 (8) 5、源程序 (8) 6、仿真结果 (12) 7、性能分析 (14) 8、总结与心得 (15) 9、参考文献 (16)

1、设计原理与方法 1.1、单片机系统概述单片机也被称为微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 1.2、80C51内部结构与引脚说明 8051的CPU包含以下功能部件：（1）8位CPU。（2）布尔代数处理器，具有位寻址能力。（3）128B内部RAM数据存储器，21个专用寄存器。（4）4KB内部掩膜ROM程序存储器。（5）2个16位可编程定时器/计数器。（6）32位（4×8位）双向可独立寻址的I/O口。（7）1个全双工UART（异步串行通信口）。（8）5个中断源、两级中断优先级的中断控制器。（9）时钟电路，外接晶振和电容可产生1.2MHz～12 MHz的时钟频率。

波形发生器课程设计

波形发生器设计设计总说明本系统采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）运算放大器、按键等。采用AT89C51单片机和DAC0832芯片，直接连接键盘和显示。该种方案主要对AT89C51单片机的各个I/O口充分利用. P1口是连接键盘以及接显示电路,P2口连接DAC0832输出波形.这样总体来说,能对单片机各个接口都利用上,而不在多用其它芯片,从而减小了系统的成本.也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成.占用空间小,使用芯片少,低功耗。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波、梯形波、锯齿波。其设计简单、性能优好，具有一定的实用性。正弦波、三角波、方波、梯形波、锯齿波是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。关键字：AT89C5，DAC0832，运算放大器

目录 1绪论 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计容 (1) 2系统设计方案 (3) 2.1系统组成 (3) 2.2系统工作原理 (3) 3系统硬件电路设计 (4) 3.1单片机最小系统设计 (4) 3.2其他硬件模块电路设计 (4) 3.2.1 DAC0832芯片介绍 (4) 3.2.2单片机AT89C51介绍 (6) 4系统软件程序设计 (10) 4.1主程序设计 (10) 4.2其他子程序设计 (11) 4.2.1锯齿波流程设计 (11) 4.2.2梯形波流程设计 (12) 4.2.3三角波流程设计 (13) 4.2.4方波流程设计 (14) 4.2.5正弦波流程设计 (15)

5 调试与仿真 (18) 6 总结 (19) 致 (21) 参考文献 (22)