单片机函数波形发生器课程设计论文

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毕业设计基于单片机的函数信号发生器

毕业设计基于单片机的函数信号发生器

目录1 绪论 (5)1.1 选题背景及意义 (5)1.1.1 本课题的研究现状 (5)1.1.2 选题目的及意义 (6)1.2 设计任务及要求 (6)1.2.1 设计的基本要求 (7)1.2.2 本文结构安排 (7)2 函数发生器系统设计 (8)2.1 设计方案的比较 (8)2.2 系统模块设计 (9)2.2.1 控制模块: (9)2.2.2 按键及其显示模块: (9)2.2.3 波形产生模块 (9)2.2.4 D/A转换 (10)2.3 系统总体框图 (12)2.4 理论分析 (12)2.4.1 电路的理论计算 (12)2.4.2 波形产生相关理论 (15)2.5 单片机软件开发系统 (15)3 系统硬件电路的设计 (17)3.1 单片机最小系统 (17)3.2 单片机的接口电路 (18)3.3 幅度控制模块 (23)3.3.1 单片机与DAC0832的接口 (23)3.3. 2DAC0832与运放的连接 (23)4 系统软件设计 (26)4.1 系统软件设计方案 (26)4.2 系统软件流程图 (26)4.3 信号产生程序 (27)4.3.1 正弦波产生 (28)4.3.2 三角波产生 (28)4.3.2 方波产生 (29)4.3.4 锯齿波的产生 (30)5 系统调试与测试 (32)5.1 调试 (32)5.2 测试 (35)6 结论与展望 (38)6.1 结论 (38)6.2 展望 (38)致谢 (39)参考文献 (51)附录 (40)附录一系统软件部分源程序 (40)附录二系统原理图 (49)附录三系统PCB图 (50)基于单片机的波形发生器的设计学生:李利刚指导老师:李敏(黄冈职业技术学院)摘要:函数发生器是一种用于产生标准信号的电子仪器,它广泛用于工业生产、科研和国防等各个领域中,所以论文选题具有一定的实用意义。

本文介在绍了函数发生器的基本概念及原理的基础上,采用AT89C51单片机为核心,完成了简易的DDS函数发生器的硬件设计和软件编程,并通过调试实现了其功能和主要技术指标。

基于51单片机波形发生器设计

基于51单片机波形发生器设计

摘要波形记录在教学科研和地质勘测等方面有着广泛的应用,波形的记录也方便后期对图形的分析和运算,对频谱的分析和曲线相关性分析等操作。

通用电子示波器价格低廉,是配备的常规仪器,但不具备信号记录功能。

因此,设计一种信号波形记录器,使之能与通用电子示波器结合,用来观测非重复性信号波形,是很有实际意义的。

本论文是基于单片机而设计的波形记录器,波形存储系统配备了A/D转换器、数据存储器、采用双极性输出的D/A转换器等器件。

系统有八个输入通道,采用分区储存波形。

同时给外部数据存储器配置了掉电保护电路,可长期保存数据。

设计中采用自顶向下的方法,系统共有四个功能模块:输入电路、键盘和显示电路、控制和存储电路以及输出电路。

该设计使波形记录与通用电子很好的结合在一起,具有很强的实用性。

关键词:单片机;电子示波器;D/A转换器AbstractThe waveform recording has been widely used in the teaching scientific research, the geological research and so on. Waveform recording is also convenient for our later on graphical analysis and calculation, spectrum analysis, correlation analysis and other operation curve. Universal electronic oscilloscope low prices, we are equipped with conventional instruments, but does not have the signal recording function, therefore, to design a signal waveform recorder, which can combine with general electronic oscilloscope, to observe the non-repetitive signal waveform, is of great practical significance.This paper is based on the single chip microcomputer and the design of the waveform recorder, waveform storage system equipped with a A/D converter, data memory, using bipolar output prosperity D/A converter device. The system has eight input channels, using partition stored waveform. At the same time to the external data memory configured to drop the electricity protection circuit, can be long-term preservation of data. The design of using top-down method, the system has four modules: input circuit, keyboard and display circuit, control circuit and the storage circuit and an output circuit. The design enables the waveform record and electronic together well, has the very strong practical.Keywords: Single-chip microcontroller; electronic oscilloscope; D/A converter目录第1章概述 (1)1.1设计背景与研究现状 (1)1.2课题的意义 (2)1.3本论文研究内容 (2)第2章系统设计方案 (3)2.1设计思路 (3)2.2系统功能分析 (3)2.3总体设计思想 (4)2.4本章小结 (4)第3章硬件设计 (5)3.1单片机概述 (5)3.2液晶显示电路 (11)3.3输出电路 (16)3.4蜂鸣电路 (18)3.5本章小结 (19)第4章软件设计 (20)4.1主程序的设计 (20)4.2 A/D转换子程序的设计 (22)4.3 D/A转换子程序的流程图 (23)4.4软件抗干扰措施 (25)4.5本章小结 (26)第5章调试分析 (27)5.1 KEIL51软件简介 (27)5.2调试步骤 (29)5.3调试演示 (30)5.4本章小结 (32)结论 (33)参考文献 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

单片机波形发生器设计

单片机波形发生器设计

单片机波形发生器设计一、引言波形发生器是一种电子测试仪器,用于产生各种形状的波形信号。

在电子设计和测试中,波形发生器是非常重要的工具,可以用于测试电子元器件的响应特性、检测电子电路的特性,以及用于故障分析和调试等。

本文将介绍一种基于单片机的波形发生器设计方案。

二、设计方案1.系统硬件设计本设计方案采用基于单片机的数字波形发生器,利用单片机的高速计数器和定时器功能,生成各种频率和形状的波形信号。

系统硬件主要包括以下几个部分:(1)单片机:选择一款具备高速计数器和定时器功能的单片机,如ATmega328P。

(2)时钟电路:提供单片机工作所需的稳定时钟信号。

(3)按键/旋钮:用于设置波形的频率和形状。

(4)显示器:用于显示当前波形的频率和形状。

(5)输出接口:提供波形信号的输出接口,以便连接到外部电路进行测试。

2.系统软件设计本设计方案采用C语言进行单片机程序的编写,使用单片机的定时器来生成各种频率的波形信号。

(1)初始化:设置单片机的引脚方向和初始化定时器。

(2)按键/旋钮检测:检测按键/旋钮的状态变化,并根据用户的操作进行相应的波形设置。

(3)波形生成:根据用户设置的频率和形状,在单片机的定时器中设置相应的计数值和自动重载值,以产生所需的波形信号。

(4)输出:将生成的波形信号通过输出接口输出到外部电路进行测试或其他应用。

三、系统性能分析1.频率范围:由于采用了单片机的高速计数器和定时器功能,所以波形发生器的频率范围可以较广,通常可以覆盖几赫兹到几千兆赫兹的范围。

2.波形形状:由于使用了单片机的计时器功能,所以可以生成多种形状的波形信号,如正弦波、方波、三角波等。

3.稳定性:由于采用了稳定的时钟电路,所以波形发生器的频率稳定性较高,误差较小。

4.精确度:由于采用了单片机的高速计数器和定时器功能,所以波形发生器的频率和相位精度较高。

四、总结本文介绍了一种基于单片机的波形发生器设计方案。

该方案通过利用单片机的计数和定时器功能,可以生成各种形状和频率的波形信号,具备较高的稳定性和精确度。

基于单片机的波形发生器_毕业设计论文

基于单片机的波形发生器_毕业设计论文

基于单片机的波形发生器_毕业设计论文摘要:本文详细介绍了一种基于单片机的波形发生器的设计与实现。

波形发生器是一种广泛应用于电子测量、科研和教学等领域的仪器设备。

本设计采用了单片机作为控制芯片,利用其强大的计算和控制能力实现了多种波形的生成。

通过研究和分析不同波形的特点,采用相应的算法和模拟电路设计,实现了正弦波、方波和三角波的发生功能。

本文还介绍了硬件电路的设计和软件的编写,并对波形发生器的性能进行了测试和分析。

1.引言波形发生器是一种可以产生各种形状的周期信号的仪器设备,广泛应用于电子测量、科研和教学等领域。

随着数字技术和单片机技术的发展,基于单片机的波形发生器具有体积小、成本低、灵活性强等优点,逐渐代替了传统的模拟波形发生器。

2.系统设计2.1系统框架本系统采用了单片机作为控制芯片,配合DAC芯片和锁相环电路,构建了一个完整的波形发生器系统。

单片机负责控制波形的生成参数,通过DAC芯片将数字信号转化为模拟电压输出,锁相环电路则负责对时钟信号进行处理和同步。

2.2波形生成算法根据不同波形的特点,本设计实现了正弦波、方波和三角波的发生功能。

正弦波的生成采用了Taylor级数展开方法,方波的生成利用了比较器的电平调制,而三角波的生成则通过DAC芯片将数字递增或递减的信号转化为模拟电压输出。

3.硬件设计3.1单片机选型与外围电路设计本设计选用了XX单片机作为控制芯片,并根据其技术手册设计了相应的外围电路。

外围电路包括时钟电路、复位电路和供电电路等,保证了单片机的正常运行。

3.2DAC芯片选型与接口设计为了将数字信号转化为模拟电压输出,本设计选用了XXDAC芯片,并设计了合适的接口电路。

通过控制单片机的输出端口和DAC芯片的输入端口连接,实现了数字到模拟的转换。

3.3锁相环电路设计为了保证波形的准确性和稳定性,本设计添加了锁相环电路。

该电路利用比较器和VCO实现了对时钟信号的同步与输出。

4.软件设计4.1系统初始化系统初始化包括单片机寄存器的初始化和外围设备的初始化,为后续的波形生成做好准备。

单片机课程设计报告书波形发生器范文

单片机课程设计报告书波形发生器范文

目录1、课程设计目的 (1)2、课程设计题目和实现目标 (1)3、设计方案 (1)4、Proteus仿真原理图 (1)5、程序流程图 (1)6、程序代码 (1)7、调试总结 (1)8、设计心得体会 (1)9、参考文献 (1)1、课程设计目的《单片机原理及应用》课程设计是与《单片机原理及应用》课程相配套的实践教学环节。

《单片机原理及应用》是一门实践性很强的专业基础课,通过课程设计,达到进一步理解单片机的硬件、软件和综合应用方面的知识,培养实践能力和综合应用能力,开拓学习积极性、主动性,学会灵活运用已经学过的知识,并能不断接受新的知识。

培养大胆发明创造的设计理念,为今后就业打下良好的基础。

通过课程设计,掌握以下知识和技能:1.单片机应用系统的总体方案的设计;2.单片机应用系统的硬件设计;3.单片机应用系统的软件程序设计;4.单片机开发系统的应用和调试能力2、课程设计题目和实现目标本次课程设计的题目是;制作一个波形发生器,产生单极性、幅度可调、周期可调的方波、锯齿波、三角波、正弦波信号,不同波形用不同符号显示在一个LED上,用一个LCD显示幅值和频率。

本次课程设计的目标:设计一个波形发生器,带有四个按钮,分别是波形选择、增加频率、减少频率、调节幅度,并带有一个LCD和一个LED,LED用来显示波形的符号LCD 用来显示频率、幅值。

波形符号用1表示正弦波,2表示三角波,3表示方波,4表示锯齿波。

频率的调节幅度是10HZ,幅值调节幅度分别是0.2V,0.02V,0.3V,0.4V。

3、设计方案本次设计采用AT89C51及其外围扩展系统和PCF8591,软件方面主要是应用C语言设计程序。

系统以AT89C51为核心,配置相应的外设及接口电路,用Keil C及Proteus 等软件开发,用C语言编程,组成一个多功能信号发生器。

用户通过按键选择输出实验室中经常使用到的几种基本波形:方波、锯齿波、正弦波和三角波。

方波由AT89C51单片机将最大值和最小值输出给D/A进行转换,并由用户通过键盘选择波形周期。

基于单片机的波形发生器设计

基于单片机的波形发生器设计

基于单片机的波形发生器设计
基于单片机的波形发生器设计是一种新兴的技术,它利用单片机
来发出不同的波形信号,以满足不同的测量需求。

这种技术的核心部
分就是使用微处理器(单片机)来生成和控制信号,以及支持信号实验。

首先,为了发出不同的波形,使用微处理器(单片机)需要进行
控制程序设计,以将不同的波形转变为数字信号。

这要求开发者在硬
件上设计一个模拟输入的控制信号,以便发出不同的波形。

程序设计
中需要考虑波形的持续时间、信号的幅度等,并编写相应代码来表示
不同的波形。

一旦波形发生器已经通过发出不同的波形通过单片机设计,就可以将此模拟信号输出到一系列设备。

此外,为了确保实验能够取得有效的结果,还需要对基于单片机
的波形发生器进行测试和校准。

在这方面,使用电子测量仪表来检查
实验中的信号,确保不同的波形能够准确的在一系列的设备中传播,
以及数据采集是否能被准确的捕获。

同时,根据波形的持续时间,来
进行相应调整,确保发出不同波形的准确性。

总而言之,基于单片机的波形发生器设计是一项很有前景的技术,可以有效的处理和传送信号,同时也为测量和实验提供准确的信号。

然而,这也要求开发者具有扎实的单片机知识和信号处理能力,以及
对测量仪表、信号传输和数据采集的理解,才能将这项技术发挥出最
大的效果。

基于51单片机的波形发生器毕业论文设计 最终版

基于51单片机的波形发生器毕业论文设计 最终版

一、题目要求及分析设计任务:设计制作一个波形发生器,该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。

示意图如下:图1 设计要求图设计要求:1.具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能;2.用键盘输入编辑生成上述三种波形(同周期)的线性组合波形,以及由基波及其谐波(5次以下)线性组合的波形。

3.具有波形存储功能。

4.输出波形的频率范围为100Hz~20kHz(非正弦波频率按10次谐波计算);重复频率可调,频率步进间隔≤100Hz。

5.输出波形幅度范围O~5V(峰—峰值),可按步进0.1V(峰—峰值)调整。

6.具有显示输出波形的类型、重复频率(周期)和幅度的功能。

7.增加红外配置功能(串口配置程序或其他方式)图2系统总体框图2.3信号发生部分方案一:采用模拟分立元件或单片压控函数发生器,可以产生正弦波、方波、三角波,通过调整外部元件可以改变输出频率,但采用模拟元器件由于元件分散性太大,三、硬件电路本系统由单片机、波形转换(D/A)电路、显示接口电路、键盘电路、电源电路、串口电路等六部分组成。

电路图如图3.1所示:图3硬件电路原理图3.1功能与基本原理功能:形成扫描码、键值识别、案件处理、参数设置、字符设置等形成液晶显示波形的类型及频率和幅值;通过定时器0产生定时中断,形成波形的数字编码,并输出到D/A接口电路和显示驱动电路。

AT89C51外接12M晶振作为时钟频率,并采用电源复位设计。

复位电路采用上电复位,其工作原理是,当通电时,电容两端相当于短路,于是TST引脚为高电平,然图4显示部分电路图3.3波形转换(D/A)电路功能:将波形样值得编码转换成模拟值,完成波形的输出。

由一片DAC0832和LF356运放组成。

DAC0832是一个具有两个输入数据寄存器的8位DAC。

目前生产的DAC芯片分为两类,一类芯片内部设置有数据寄存器,不需要外加电路就可以直接与微型计算机接口。

另一类芯片内没有数据寄存器,输出信号随数据输入线的状态的变化而变化,因此不能直接与微型计算机接口,必须通过并行口与微型计算机接口。

基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版

基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版

基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版本毕业设计旨在设计一个基于单片机的函数信号发生器,以满足工程实践需求。

设计的信号发生器将具有以下特点:能够输出多种波形、具备可调频率和幅度的功能、具备稳定性和高精度等。

首先,信号发生器的硬件设计包括信号源、滤波电路、放大电路和输出电路。

信号源负责产生基本的信号波形,可以通过设置单片机的IO口电平高低来控制信号的波形。

滤波电路和放大电路主要负责对信号进行滤波和放大处理,以确保输出的波形质量和幅度稳定性。

输出电路则是将放大后的信号输出到外部设备上。

其次,信号发生器的软件设计主要是通过编程控制单片机的IO口来实现波形的生成和调节。

编程方面,可以使用C语言或者汇编语言来编写程序,实现波形的输出、频率和幅度的调节等功能。

在程序的运行过程中,需要通过控制IO口电平的高低来控制信号的形状。

同时,可以使用按键或旋钮等外部输入设备来实现对频率和幅度的调节,以满足用户的实际需求。

最后,在设计的过程中需要注意信号发生器的稳定性和精度。

稳定性主要包括信号的频率稳定性和幅度稳定性。

频率稳定性可以通过使用高精度的时钟源和精确的频率分频电路来实现。

幅度稳定性可以通过使用高精度的放大电路和自动增益控制电路来实现。

精度方面,则可以通过使用高精度的模拟数字转换芯片和时钟源来实现。

总的来说,基于单片机的函数信号发生器在工程实践中具有重要意义。

本设计旨在结合硬件和软件技术,实现一个功能完善、稳定性好、精度高的信号发生器。

通过合理的设计和优化,该信号发生器能够满足工程实践的需求,为相关领域的研究提供信号源支持。

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课程设计课程单片机课程设计题目波形发生器设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它任务书课程单片机课程设计题目波形发生器设计专业测控技术与仪器姓名桂存斌学号120601240210一、主要内容设计一款基于AT89C51单片机的函数波形发生器。

二、基本要求要求:利用D/A芯片产生峰峰值为5V的锯齿波、三角波、梯形波、正弦波和方波。

控制功能:使用5个拨动开关进行功能切换。

当K0接高电平时输出锯齿波;当K1接高电平输出梯形波;当K2接高电平输出三角波;K3接高电平输出正弦波;K4接高电平输出方波。

使用的主要元器件:8031、6MHz的晶振、74LS373、74LS138、2764、DAC0832、LM324、拨动开关K0、K1、K2、K3、K4等。

输出波形的验证方法:使用示波器测量输出波形。

三、参考文献[1]陈志旺,李亮.51单片机快速上手[M].机械工业出版社,1999.6[2]薛定宇.控制系统计算及辅助设计——MATLAB语言与应用(第2版)[M].清华大学出版社,2002.8[3]邹虹.单片机波形发生器的设计[M].重庆邮电学院学报,2003.9[4]毅刚,彭喜元。

单片机原理与应用设计[M].电子工业出版社,2005.3[5]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,2006.7[6] Altium Designer原理图与PC B设计[M].北京:电子工业出版社2009.1完成期限 2015.7.9 -2015.7.18指导教师专业负责人2015年 7月 9 日目录一绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2国内外现状 (3)1.3主要研究内容 (3)二方案论证 (4)2.1方案一纯硬件设计法 (4)2.2方案二纯软件设计法 (4)2.3方案三软硬件结合法 (5)三系统硬件设计 (6)3.1内部结构概述 (6)3.2P0~P3口结构及功能 (6)3.3时钟电路和复位电路 (7)3.4系统硬件总体设计 (9)3.5DAC0832的引脚及功能 (9)3.674LS373的引脚及功能 (10)3.7系统硬件原理 (10)四系统的软件设计 (12)4.1主程序流程图 (12)4.2波形的产生 (13)五系统调试与仿真结果 (14)5.1系统调试 (14)5.2仿真结果 (14)结论 (15)参考文献 (16)附录一程序 (16)附录二仿真效果图 (22)波形发生器设计一绪论1、课题背景波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号,并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。

函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点,不仅可以模拟各种复杂信号,还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制,并能够与其它仪器进行通讯,组成自动测试系统,因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。

在70年代前,信号发生器主要有两类:正弦波和脉冲波,而函数发生器介于两类之间,能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形,产生其它波形时需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。

这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较为复杂的信号波形,则电路结构非常复杂。

同时,主要表现为两个突出问题,一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节,因此很难将频率调到某一固定值;二是脉冲的占空比不可调节。

在70年代后,微处理器的出现,可以利用处理器、A/D和D/A,硬件和软件使波形发生器的功能扩大,产生更加复杂的波形。

这时期的波形发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单波形。

90年代末,出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统,它由HP8770A任意波形数字化和HP1776A波形发生软件组成。

HP8770A实际上也只能产生8中波形,而且价格昂贵。

不久以后,Analogic 公司推出了型号为Data-2020的多波形合成器,Lecroy公司生产的型号为9100的任意波形发生器等。

到了二十一世纪,随着集成电路技术的高速发展,出现了多种工作频率可过GHz的DDS芯片,同时也推动了函数波形发生器的发展,2003年,Agilent 的产品33220A能够产生17种波形,最高频率可达到20M,2005年的产品N6030A能够产生高达500MHz的频率,采样的频率可达1.25GHz。

由上面的产品可以看出,函数波形发生器发展很快近几年来,国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面:(1)过去由于频率很低应用的范围比较狭小,输出波形频率的提高,使得波形发生器能应用于越来越广的领域。

波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易。

波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。

同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式,复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v=f (t)形式的波形方程的数学表达式产生。

从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展,各种计算机语言的飞速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。

目前可以利用可视化编程语言 (如Visual Basic ,Visual C等等)编写任意波形发生器的软面板这样允许从计算机显示屏上输入任意波形,来实现波形的输入。

(2)与VXI资源结合。

目前,波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及新近开发的VXI模块。

由于VXI总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求,在很多领域需要使用VXI系统测量产生复杂的波形,VXI的系统资源提供了明显的优越性。

但由于开发VXI模块的周期长,而且需要专门的VXI机箱的配套使用,使得波形发生器VXI模块仅限于航空、军事及国防等大型领域。

在民用方面,VXI 模块远远不如台式仪器更为方便。

(3)随着信息技术蓬勃发展,台式仪器在走了一段下坡路之后,又重新繁荣起来。

不过现在新的台式仪器的形态,和几年前的己有很大的不同。

这些新一代台式仪器具有多种特性,可以执行多种功能。

而且外形尺寸与价格,都比过去的类似产品减少了一半。

2、国内外现状早在1978年,由美国Wavetek公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取样频率为5MHz,可以形成256点(存储长度)波形数据,垂直分辨率为8bit,主要用于振动、医疗、材料等领域的第一代高性能信号源。

经过将近30年的发展,伴随着电子元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化,波形发生器的性能有了飞速的提高,变得操作越来越简单而输出波形的能力越来越强。

波形操作方法的好坏,是由波形发生器控制软件质量保证的,编辑功能增加得越多,波形形成的操作性越好。

3、主要研究内容近年来,波形发生器在各种领域中得到越来越广泛的应用。

本系统主要通过研究51单片机的功能,外加D/A转换器等其它器件,进行硬件设计和软件编程,完成锯齿波、梯形波、三角波、方波和正弦波共五种波形的形成。

波形频率的变化由程序来控制,即通过改变定时器的初值来改变输出波形相邻两点的时间间隔,从而实现波形频率的改变。

二方案论证1、方案一纯硬件设计法波形发生器设计的纯硬件法早期,波形发生器的设计主要是采用运算放大器加分立元件来实现。

实现的波形比较单一,主要为正弦波、方波和三角波。

工作原理嗍也相对简单:首先是产生正弦波,然后通过波形变换(正弦波通过比较器产生方波,方波经过积分器变为三角波)实现方波和三角波。

在各种波形后加上一级放大电路,可以使输出波形的幅度达到所要的要求,通过开关电路实现不同输出波形的切换,改变电路的具体参数可以实现频率、幅度和占空比的改变。

通过对电路结构的优化及所用元器件的严格选取可以提高电路的频率稳定性和准确度。

纯硬件法中,正弦波的设计是基础,实现方法也比较多,电路形式一般有LC、RC和石英晶体振荡器三类。

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