归纳模电实验方波发生器.doc
方波、三角波发生器实验报告
数字电子技术基础综合实验报告实验名称：方波，三角波发生器
系别：水利电力学院
专业：电气工程及其自动化
学生、学号：杜文涛（1000302073）聂现强（1000302059）张龙华（0803205038）
日期：2012/7/8
1.实验内容
2.电路图（multisim仿真）
3.仿真结果（举例2倍频时的结果）
4.实验分工
杜文涛：资料的查找与电路图的设计，并进行仿真测试。
和队友共同完成电路在实验箱上的模拟以及在电路板上的焊接！
聂现强：和队友共同完成电路在实验箱上的模拟以及在电路板上的焊接！
张龙华：和队友共同完成电路在实验箱上的模拟以及在电路板上的焊接！
6.实验心得
经过长达一个星期的实验，我们深刻体会到了团队合作的重要性。
这次实验不仅让我们巩固了专业知识，也让我们了解一个个体如何在团队工作中发挥出自己最大力量，更增加了彼此间的默契！。
方波发生器的实习报告
关于方波发生器的实习（实训）总结报告摘要本课程设计设计的是一种AT89C51单片机构成的方波发生器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
其核心技术为单片机并行端口的应用、单片机定时器为中断应用和数码管显示技术。
根据4个按键实现频率的调节（10~90Hz），幅度的调节（0-4v），通过数码管显示，前两位显示输出频率，后两位显示输出电压，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。
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。
文章给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求。
关键词：单片机；方波发生器；数码管；DA转换1.功能描述实习题目：方波波形发生器方波波形发生器完成以下功能：①发生方波信号②频率可调③幅度可调4数码管显示5用示波器观察2方案设计2.1设计内容本课程设计是设计一个方波发生器，用4个按钮控制方波的频率以及幅度。
最后用数码管显示，示波器观察。
2.2设计原理AT89C51单片机具有组成微型计算机的各部分部件：CPU、RAM、I/O定时器/计数器以及串行通讯接口等。
只要将AT89C51的ROM，接口电路，再配置键盘及其接口，显示器及其接口，数模转换及波形输出，指示灯及其接口等四部分，即可构成所需波形发生器。
其信号发生器构成原理框图如图1所示。
在方波发生器中，只用到片内中断请求，即是在AT89C51输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时器未产生中断之前，AT89C51等待，直到定时器计时结束，产生中断请求，AT89C51响应中断，接着输出下一个信号波形，如此循环。
当有按键按下时，产生外部中断请求信号，CPU暂停当前工作，处理中断请求，重新装入定时初值，开始定时。
3、硬件电路设计3.1单片机最小系统单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准的，有条不紊地进行工作。
因而时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。
常用的时钟电路方式有两种：一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式，这里采用的是内部时钟方式，外接晶振。
生产实习报告-方波发生器
自动化专业生产实习报告姓名班级学号指导教师实习时间自 2010年 06月21日至 2010年 7月16日实习地点实验室实习内容一、实习目的1.学习、体验JH51多功能单片机实验板的焊接过程及技巧。
2.熟悉单片机指令的用法，学会用单片机产生四种频率方波的方法。
3.练习使用蜂鸣器、继电器的控制方式及驱动程序的方法。
二、动作要求JH51功能电路板，共有五个按键，其中四个按键分别用来控制四种频率方波的产生，复位键执行复位功能。
三、相关知识1、手工焊接要点①掌握好加热时间，烙铁形状不同，焊接时可以采用不同的加热速度;②印制板，塑料等材料受热过多会变形变质，元器件过度受热，性能变化甚至失效;③焊接时，使烙铁头保持在一定的温度范围;④焊接前先预热（上锡），同时保持烙铁头的清洁。
2.蜂鸣器、继电器蜂鸣器的发声原理是通过MCS-51产生不同频率的方波电压，再送到扬声器的线圈，使其上的纸膜一松一紧，从而发出声音。
对于不同声音的产生，则是通过控制不同频率电压所产生的。
继电器的通断原理是根据电磁感应现象，根据单片机指令产生不同频率方波的电压，输送到继电器线圈，使继电器的触头循环执行通与断，不同通断速度的产生是由于输送电压频率的不同。
四、实习步骤1. JH51多功能单片机实验板的焊接.欲焊接的电路板如下，将相应的元器件焊接对应的电路板上。
2．焊接好的基本电路板硬件结构如下：①51单片机核心51单片机核心②发光二极管单片机的P1 端口接了8 个发光二极管，这些发光二极管的负极接到P0端口各引脚，而正极则通过一个220欧姆的排阻接到正电源端，发光二极管亮的条件是P1 口相应的引脚为低电平，即如果P1口某引脚输出为0，相应的灯亮，如果输出为1，相应的灯灭。
③数码管单片机的 P1 口和P2 口的部份引脚构成了4 位LED 数码管驱动电路，这里LED 数码管采用了共阳型，共阳型数码管的笔段（即对应abcdefgh ）引脚是二极管的负极，所有二极管的正极连在一起，构成公共端，即片选端，对于这种数码管的驱动，要求在片选端提供电流。
模电实验-方波三角波发生电路
方波三角波发生电路一、实验要求：1、振荡频率范围：500HZ-1000HZ2、方波输出电压幅度：Vom=±8v3、三角波峰值调节范围:Vom1=2-4v4、集成运放采用uA7415、双向稳压管用2个D1N4735反接替代二、实验仿真与分析：1、确定参数：取R1=10k,Vom1=4v,则R2=Vom*R1/Vom1=20k,取电容C=1uF,暂时取R和R3为1k.2、设置瞬态分析，应特别注意时间的设置，由于周期为1ms~2ms，可设置终止时间为10ms.时间过大则波形过于密集，时间小则波形越偏离方波。
仿真分析知此时方波电压幅值为6V左右。
设置R3为全局变量，扫描分析使得方波幅值最大，确定R3=100，此时三角波幅值也满足要求：CPARAMETERS:v ar = 1k8.0V4.0V0V-4.0V-8.0V0s1ms2ms3ms4ms5ms6ms7ms8ms9ms10ms V(R2:2)V(R1:1)Time方波幅值为7.02V ，三角波幅值为3.7V ，取两个波谷值测取周期，T=3.7651-1.6182=2.1ms 并不符合要求，故要减小周期，即减小R仿真分析得当R=800时，仿真图像为周期为1.7ms,符合要求。
3、 设置瞬态分析，得到运放的电压传输特性分别为: 方波：三角波：Time0s1ms2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(R2:2)V(R1:1)-8.0V-4.0V0V4.0V8.0VV(R1:1)-4.0V-3.0V -2.0V -1.0V 0.0V 1.0V 2.0V 3.0V 4.0VV(R2:2)-8.0V-4.0V0V4.0V8.0V4.0V2.0V0V-2.0V-4.0V-8.0V-6.0V-4.0V-2.0V0V 2.0V 4.0V 6.0V8.0V V(R1:1)V(R:1)三、实验体会：两个稳压管用来稳定输出方波，理论上是可以通过改变稳压值来调节方波幅值的，但是实验中却发现对方波幅值影响非常小，调不到8v,但是三角波却能够满足要求。
实验六 方波发生器
实验六方波发生器一、实训目的1、学习单片机内部定时器的硬件结构及其应用。
2、定时器T0、T1的两种用途之一：作为定时器实现定时控制。
3、掌握TMOD、TCON的各位的意义，学会可编程控制方法。
4、学会使用VSM虚拟示波器观测波形。
二、实训预备知识1、单片机内部定时器/计数器的编程主要是时间常数的设置和有关控制寄存器的设置。
内部定时器/计数器在单片机的主要有定时和计数两种功能，本实训使用的是定时功能。
2、与定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。
TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0～3，并确定用于定时还是计数。
TCON主要功能是为了定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止。
3、内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。
每个机器周期的长度是12个振荡周期。
4、在设置时间常数前要先关闭对应的中断，设置完时间常数之后再打开该中断。
三、实训设备：微机一台、实训箱、THKL-C51仿真器、示波器、扁平数据线和一条串行数据通信线。
四、实训内容（1）用内部定时器/计数器0的定时功能，实现周期为400us的方波输出。
图5-1 400us方波发生器原理图（2）用内部定时器/计数器1的定时功能，在P3.0引脚上产生周期为10ms的方波输出，定时器采用查询和中断两种方式实现。
图5-210ms方波发生器原理图（3）用内部定时器/计数器0的方式2，在P3.0引脚上产生矩形波, 高电平为50us，低电平为300us。
五、程序设计步骤1、PROTEUS电路设计图4-25 矩形波波形图方波发生器电路原理图如图5-1、5-2所示，设计在PROTEU ISIS平台中进行。
（1）新建设计文件菜单【file】/【New Design】,出现选择模板窗口,选中”DEFAULT”模板,再单击”OK”按钮,在文件名框中输入文件名,单击”保存”按钮,则保存新建设计文件,其后缀自动为.DSN。
（2）从PROTEUS库中选取元器件单击“P”按钮，在其左上角“Keywords”（关键字）一栏中输入以下元器件的关键字，将以下元器件添加到对象选择器中。
实验五 三角波-方波(锯齿波-矩形波)发生器实验报告
实验五三角波-方波（锯齿波-矩形波）发生器实验报告实验目的：学习、理解、掌握由运算放大器构成的施密特比较器、积分器的原理，掌握锯齿波-矩形波（三角波-方波）发生器的构成方式，波形参数与电路元件值的关系，通过对理论计算、仿真、测试的数据对比分析获得对电路原理及实践能力的提升。
实验设备及器件：笔记本电脑（软件环境：Multisim13.0、WaveForms2015）AD2口袋仪器电容：0.1μF电阻：200Ω、10kΩ*4、30kΩ*3二极管：发光二极管*2（红色或绿色）、普通二极管*2运放：μA741*2面包板、连接线等实验内容：用两片μA741构成的三角波-方波发生器（施密特触发器+积分电路）见图1。
图1 三角波-方波电路1.测试（使用红色发光二极管）：（1）按图1搭建电路，使用AD2测试vo1和vo的波形（屏幕拷贝波形并贴于下方，图2），观察测试的波形，给出方波及三角波的高电平、低电平、方波的高电平持续时间、方波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表1。
图2 三角波-方波电路的测试波形（2）令图1中的R4=10 kΩ，其他器件参数不变，构成锯齿波-矩形波发生器，使用AD2测试vo1和vo2的波形（屏幕拷贝波形并贴于下方，图3），通过波形给出锯齿波及矩形波的高电平、低电平、矩形波的高电平持续时间、矩形波的低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表2。
图3 锯齿波-矩形波电路的测试波形2.计算（1）利用测试（1）所得的方波高电平和低电平值（输出vo1，也就是发光二极管在该工作条件下的正向压降，计算周期时可使用正负峰值的平均值计算），并根据电路器件参数，理论计算三角波输出端（vo）的高电平和低电平值、方波高电平持续时间、方波低电平的持续时间、占空比、振荡周期，并填入表1。
（计算时需要考虑D3、D4二极管正向压降的影响，鉴于选用二极管的特性及实验中流过D 3、D4二极管的电流只有100μA左右，取正向压降为0.5V）。
模电设计性实验之正弦波-方波-三角波
模拟电路提高性实验学院：科目：指导老师：学生：学号：班级：波形发生及转换器一、实验任务要求用面包板搭建一个波形发生及转换器，测试满足要求后，在电路板上焊接出来。
指标要求如下：1.±12V直流电源供电，输出3路波形：正弦波、方波和三角波.2.信号频率1kHz,3种波形幅度均为±4V.3.信号频率和幅度连续可调，尽量减小波形失真.二、方案论证产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。
本实验采用先产生正弦波，再将正弦波转换为方波，最后将方波转换为三角波的电路设计方法首先，±12V直流电源供电给运放，产生正弦波，本实验使用文氏振荡电路作为第一级电路，通过调节50kΩ的电位器将部分输出电压叠加反馈到输入电路；第二级使用滞回比较器将正弦波转换为方波，同时通过10kΩ和20kΩ的电阻串联取出部分电压反馈到输入，但本级电路无法调节输出的方波幅度；第三级为反相求和运算电路，使得输入的方波幅度可调；第四级通过一个积分运算电路将方波转变为三角波，取第三级的输出为输入，并通过50kΩ的电位器调节三角波的幅度。
本实验中除了第一级的两个200kΩ的可调电位器用来调节幅度外，其余50kΩ的电位器均是用来调节幅度，使得正弦波、方波、三角波三种波形的幅度可调范围较大，而且本电路均引入反馈，尽量减小波形失真。
三、实验电路图及说明说明：第一级为RC桥式正弦波振荡电路，两个200kΩ的电位器接入电路的电阻相同，作用为调节正弦波的频率；50kΩ的电位器的作用是调节幅度。
第二级为滞回比较器(正弦波->方波)，输出方波，但幅度不可调节。
第三级为反相求和运算电路，通过50kΩ的电位器调节方波的幅度。
第四级为积分运算电路，将输入的方波转变为三角波，同时也通过50kΩ的电位器调节三角波的幅度。
方波—三角波—正弦波函数发生器模电实验报告
模电实验报告
一、实验任务：
设计一个方波-三角波-正弦波函数发生器
已知条件：双运放NE5532 一只（或uA741两只）
性能要求：频率范围：1-10Hz，10-100Hz；输出电压：方波Upp<=24V，三角波Upp=6V，正弦波Upp>1V。
二、电路设计过程及结果：
取，，。
平衡电阻。
由输出频率的表达式得：
当时，取，，。
当
时，取以实现频率波段的转换，其余不变。
取平衡电阻。
电路形式如下图，参数如下图所示
四、下面为仿真图形
五、实验数据
根据实验，实验波形与仿真波形相似，测得的方波Upp=2.16V，三角波Upp=5.6V，正弦波Upp=1.48V。
六、心得
本次实验的各种参数均可参考书中所给的例子计算得出。
从中也体现出了自己对相关理论只是并不是特别地熟悉，只能看着书根据公式计算，在这一点上还需要好好地去复习一下。
在实验过程中，接线时尤其需要仔细一点，通过几个人的合作，不断地检查完善多次后猜得出最终结果。
也体现出了团队合作的重要性。
在示波器调试方面，也暴露出了许多不足，对示波器的使用并不是特别地熟练。
对于所测出的数据有一定的偏差，及时这样也应该实事求是地记录下数据。
无论是理论计算还是实际操作，都需要我今后多加练习学习。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
方波发生器
一、实验目的
（1）学习运算放大器在对信号处理、变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。
（2）学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。
二、实验原理
实际应用中通过电压比较可以产生方波，如图。
负向输入端的电容充、放电时，其变化的电压与经过f R 反馈回来的电压进行比较，就得到了方波。
二极管1D ，2D 与电阻p R ，3R 组成的电路用来控制电容的充、放电时间，从而控制方波的占空比。
稳压二极管z V 的作用是限制和确定方波的幅度，因此要根据设计所要求的方波幅度来选择稳压二极管的稳定电压z V 。
此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压二极管的对称性有关。
为了得到对称的方波输出，通常应选用高精度的双向稳压二极管。
2R 为稳压二极管的限流电阻，其阻值由所选的稳压二极管的稳定电流来决定。
设接通电源后输出电压z V v +=0，二极管1D 导通，2D 截止，0v 经p R 向C 充电，充电时间常数为C R p 。
当电容两端电压c V 略大于同相输入端电压f V 时，输出电压0v 跳变为z V -，二极管1D 截止，2D 导通，电容经3R 向输出端放电，放电时间常数为C R 3。
当c V 略小于f V 时，输出电压0v 又跳变为z V +。
如此周而复始进行，随着电容的充电放电，输出电压0v 不断翻转，形成矩形波。
输出脉冲高电平z V v +=0的时间为 )21ln(11f
p R R C R T += 输出低电平z V v -=0的时间为 )21ln(132f R R C R T +
= 振荡频率为 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+==f p R R C R R T T T f 132121ln 111
占空比为 3
1R R R T T D p p +== 可见，调节电位器p R ，改变电阻3R 的大小，即可调节输出脉冲的宽度。
但由于受运算放大器上升速率的限制，不能得到太窄的矩形波。
三、实验内容及步骤
（1）仿真分析：
在Multisim 13电路窗口创建如图电路。
单击仿真开关，进行仿真分析，此时示波器XSC1通道A 显示的曲线表示电容充、放电时负向输入端的波形情况；通道2显示的波形为方波。
（2）实验室操作：
1.按图连接好电路，检查无误后，接通V 12±直流电源。
2.用示波器观察0v ，c v 处的波形，记录波形并比较它们之间的相位关系。
3.用示波器测量0v ，c v 处波形的幅值和频率。
4.调节可变电阻p R ，用示波器观察输出电压0v 的变化情况。
5.当21T T =，（即占空比%50=D ）时，测量电阻f R 的大小，将理论值和实测值进行比较。
四、实验器材
（1）双路直流稳压电源一台。
（2）示波器一台。
（3）万用表一块。
（4）集成运算放大器（741A μ）一片。
（5）二极管两个，稳压二极管两个。
（6）电容一个。
（7）电阻五个。
五、实验数据及结果分析
方波发生器仿真图如下：
【实测效果】
V o=1.597V Vc=4.780V f=77.08Hz。