基于51单片机波形发生器的设计与实现开题报告

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基于单片机波形发生器的实现与发生

基于单片机波形发生器的实现与发生

本科毕业设计(论文)题目基于单片机的波形发生器的实现与设计学生姓名专业班级学号院(系)指导教师(职称)完成时间摘要本文介绍了一种基于单片机的波形发生器的设计,整个系统通过单片机STC89C52控制外围数码管显示电路以及参数调节等实现正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波五种波形的输出显示。

该波形发生器主要由两部分组成:系统硬件设计和系统软件设计,在系统硬件设计中,以STC89C52单片机为核心,通过I/O接口设计,扩展了D/A转换模块、同时用LED显示灯指示对应的波形。

并且采用画图软件软件PROTEUS99SE画出原理图,设计并制作波形发生器的印制电路板(PCB)。

系统软件设计是在KeilC的集成开发环境下采用汇编语言完成的,包括主程序、四种波形产生子程序、按键功能子程序和显示子程序等模块。

本系统可以实现波形频率、幅度实时可调,功能灵活,系统的开发成本在百元内,具有测量精度高,误差小、功耗低,数据传输速度较快,可靠性高等特点,有一定的开发价值。

实验表明,设计系统的测试结果与实际波形的频率和幅度一致。

关键词:波形发生器;STC89C52;LED;PCBAbstractThis article describes the the design of the waveform generator based on single-chip, the entire system through the microcontroller STC89C52 controls the led that can finish convertting five waveform analog output of sine wave, square wave, triangle wave, saw tooth wave and pulse wave. The waveform generator consists of two parts: system hardware design and system software design, in the system hardware design, the microcontroller STC89C52 is the core of the design, through I/O interface design to extend the DA converter module, waveform selector buttons, as well as LED to display .And through the SCM simulation software PROTEUS99SE to design and produce of the printed circuit board (PCB) of the waveform generator. System software design is done with assembly language in the integrated development environment KeilC, including the main Program, four waveform generator subroutine, key functions and display subroutines modules.This system can realize that frequency and amplitude of waveform is real-time adjustable and flexible. The system development costs is in the hundred with a high accuracy, the error is small, low power consumption, faster data transfer speeds, high reliability, there is a certain development value. The tested frequency and amplitude of the system is consistent with the actual waveform.Keywords:waveform generator;stc89C52;led;pcb目录1绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.1.1 本课题的研究现状 (1)1.1.2 选题目的及意义 (2)1.2 设计基本要求 (3)2波形发生器系统方案设计与论证 (4)2.1 总体设计方案的比较 (4)2.2 子系统模块方案设计 (4)2.2.1 控制模块方案设计 (5)2.2.2 频率调整模块方案设计 (5)2.2.3 键盘模块方案设计 (6)2.2.4 显示模块方案设计 (7)2.2.5 D/A模块显示方针 (7)2.3 系统总体框图 (8)2.4 波形产生相关理论 (10)2.5 MCU概要 (11)2.5.1 单片机发展历程 (11)2.5.2 单片机的特点 (11)2.5.3 单片机的应用领域 (12)3硬件实现及模块电路设计 (13)3.1 单片机最小系统的设计 (13)3.2 D/A转换模块 (14)3.2.1 分辨率 (15)3.2.2 转换精度 (15)3.2.3 转换误差 (15)3.2.4 线性度 (15)3.3 频率调整模块 (16)3.4 按键显示模块 (17)3.5 LED显示模块 (18)3.6 RS232串行通信电路及电源供电电路 (20)3.6.1 RS232串行通信电路 (20)3.6.2 电源供电电路 (21)4单片机开发系统 (23)4.1 系统软件编程语言方案设计 (23)4.2 系统整体软件设计思想 (24)4.2.1 Keil编译器简介 (24)4.2.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (24)4.2.3 uVision4集成开发环境 (24)4.3 主程序流程图 (25)4.4 软件仿真 (26)5 系统软硬件调试与数据处理 (28)5.1 硬件PCB制作、安装、测试与调试 (28)5.1.1 PCB设计、制作、安装 (28)5.1.2 电路板调试与检测安全 (29)5.1.3 供电安全 (29)5.2 PCB电路板的电气规则检查与调试及电路功能测试 (30)5.2.1 PCB电路板的电气规则检查与调试 (30)5.3 测试方法及数据的记录和统计 (30)5.4 测试数据分析及处理 (30)5.5 系统功能实现情况 (30)6 系统抗干扰措施 (32)6.1 形成干扰的基本因素 (32)6.2 提高单片机系统抗干扰能力的主要手段 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录A 英文原文 (38)附录B 汉语翻译 (45)附录C 系统软件部分源程序 (49)附录D 系统原理图 (55)附录E 元器件清单 (56)附录F 符号说明 (57)附录G 实物图 (58)1 绪论1.1 选题背景及意义波形发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

基于51单片机的波形发生器设计

基于51单片机的波形发生器设计

课题要求:目录:1、系统总体设计方案规划与选定…………………………………2、硬件设计…………………………………………………………3、软件设计………………………………………………………….4、调试……………………………………………………………….5、新增功能及实现方法……………………………………………6、总结与体会………………………………………………………7、参考文献…………………………………………………………8、附录(源程序代码、电路图等)………………………………一. 系统总体设计方案规划与选定本次设计采用AT89C51单片机为核心,通过与8279芯片和38译码器、锁存器的配合实现对键盘状态的检测和LED 显示的控制,通过D/A 转换器和运算放大器以及示波器实现对波形的输出,并且在8位LED 显示器上显示波形类型的代号、幅值、频率。

键盘为4*8键盘,通过键盘摁键实现对波形种类、幅值、频率等的调节。

图1. 总体方案结构框图二.硬件设计硬件的选择对于功能的实现非常重要,我们要了解芯片的功能、性能,根据题目要求选择合适的芯片。

(一)硬件介绍1.单片机选择AT89C51。

AT89C51 提供以下标准功能:4k 字节Flash 闪速存储器,128字节内部RAM ,32 个I/O 口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。

同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM ,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

AT89C51具有优良的性能,符合题目的要求。

图2. AT89C51引脚图引脚说明:P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。

当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。

基于51单片机波形发生器的设计与实现 开题报告

基于51单片机波形发生器的设计与实现  开题报告

基于51单片机波形发生器的设计与实现开题报告合肥师范学院本科生毕业论文(设计)开题报告(学生用表)课题基于51单片机波形发生器的设计与实现系部电子信息工程学院专业电子信息工程学科工学学生屠宝轩指导教师吴剑威一、课题的来源、背景及意义(1)来源:科研/生产(2)背景:单片机是再20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片,是由中央处理器(CPU),ROM、RAM芯片及I/O接口和一些外围电路等通过印刷版总线连接在一起的一个完整的计算机系统。

信号发生器是一种作为激励源或者信号源的电子设备,它能够产生各种各样的波形和频率,其在教学实验,生产装实践和科技领域有着广泛的应用,是最普遍使用的电子仪器之一。

对于电子类专业的学生,除了学习理论知识外,还必须将所学的理论知识付诸实践,在实践中订应用理论知识,提高动手能力,从而提高发现,解决问题的能力,所以试验是必不可少的环节,而信号波形发生器是实验过程最普遍,最基本,也是应用最广泛线的电子设备之一,本研究不是针对高端的信号发生器开发,而是从降低经济成本,操作方便简单,输出波形实用角度出发,研究一套设备。

(3)意义:传统的正弦信号源根据实际需要一般价格昂贵,低频输出时性能不好且不便于自动调节,工程实用性较差。

现在利用单片机的优越性,制作一种体积小,实用性强,使用方便的低频信号发生器,以AT85C51单片机为核心,结合低俗D/A转换器,通过设计与编程实现了正弦波、方波、锯齿波的产生及其自由切换以及频率、相位的可调与多相波的同时输出。

二、国内外发展现状信号波形发生器历史非常的久远,它产生于上个世纪20年代,那会,电子设备刚刚诞生,随后,雷达发展了起来,通信技术也在不断地发展,到了40年代,标准信号发生器开始出现,它的出现主要是为了进行各种接收机的测试,使信号发生器诞生之初主要是用来做定性分析的,随着使用的要求不断提升,慢慢发展成为了定量分析的测量仪器,还是在这个时期,脉冲信号发生器也出现了,这个主要是用于脉冲方面的测量的,上面说的这些信号波形发生器都是早期的一些产品,复杂的机械结构,比较[1]大的功率,比较简单的电路,速度发展总体是比较慢的。

基于51单片机的波形发生器的设计

基于51单片机的波形发生器的设计

基于51单片机的波形发生器的设计引言:波形发生器是一种可以生成特定频率、特定波形的电子设备。

它广泛应用于科研、教学和产业生产等领域,可以用于信号发生、信号测试、信号仿真等各种任务。

本文将介绍一个基于51单片机的波形发生器的设计方案。

一、系统硬件设计1.系统框架该波形发生器系统采用51单片机作为主控芯片,主要包括三个部分:信号生成模块、显示模块和控制模块。

其中,信号生成模块负责产生各种特定频率、特定波形的信号;显示模块用于展示信号参数等相关信息;控制模块负责接收用户输入并对波形发生器进行控制。

2.硬件连接信号生成模块与主控芯片之间通过I/O接口相连,用于传输数据和控制信号。

显示模块通过串口与主控芯片相连,用于显示相关信息。

控制模块通过按键、旋钮等输入设备与主控芯片相连,用于接收用户输入。

二、系统软件设计1.系统初始化在系统初始化阶段,主控芯片需要完成引脚、定时器、串口等相关资源的初始化工作。

同时,还需要设置一些全局变量和参数的初始值。

2.信号生成模块信号生成模块通过定时器产生特定频率的时钟信号,并根据用户输入的参数生成相应的信号波形。

主控芯片利用定时器中断函数进行波形生成,并将生成的信号数据存放在缓冲区中。

3.显示模块显示模块负责将信号波形显示在液晶屏上,并显示相关参数,如频率、幅度等。

主控芯片将信号数据从缓冲区中读取,并通过串口发送给显示模块进行显示。

4.控制模块控制模块负责接收用户输入的控制指令,并通过按键、旋钮等输入设备完成用户交互。

主控芯片通过中断函数实时读取用户输入并进行相应的控制操作。

三、系统功能设计1.频率设置功能用户可以通过控制模块设置波形发生器的频率,可以选择固定频率或者可调频率。

利用定时器时钟频率与定时器中断的时间间隔来控制波形的频率。

2.波形选择功能用户可以通过控制模块选择不同的波形类型,如正弦波、方波、三角波、脉冲波等。

主控芯片根据用户指令设置波形参数,并生成相应的波形信号。

基于51单片机的波形发生器设计报告

基于51单片机的波形发生器设计报告

基于51单片机的波形发生器设计报告波形发生器是一种电子设备,用于产生各种不同类型和频率的电信号波形。

基于51单片机的波形发生器设计是一种常用的工程设计。

下面是一个关于基于51单片机的波形发生器设计的报告,详细介绍了设计的原理、步骤、电路、程序和性能。

一、设计原理:二、设计步骤:1.确定波形发生器的输出频率范围和分辨率要求。

2.选择适当的定时器/计数器模块来实现频率的计时和控制。

3.设计电路,包括定时器/计数器模块、晶振、滤波电路和输出接口等。

4.编写程序,配置定时器/计数器模块的工作模式、计数值和中断服务程序。

5.调试和测试电路和程序,确保波形发生器正常工作并满足设计要求。

三、电路设计:1.定时器/计数器模块:选择一个合适的定时器/计数器模块,如51单片机的定时器/计数器T0或T1、根据设计要求,设置工作模式、计数器模式和计数值。

2.晶振:选择适当的晶振频率,一般为11.0592MHz,将晶振连接到单片机的晶振引脚。

3.滤波电路:根据需要,设计一个滤波电路来滤除不需要的高频噪声和杂散信号。

4.输出接口:设计一个输出接口电路来连接单片机和外部电路,使用电平转换电路将单片机的低电平(0V)输出转换为所需的电平电压。

四、程序设计:1.配置定时器/计数器模块的工作模式和计数值,设置中断服务程序。

2.在中断服务程序中,根据设计要求生成矩形波信号,并将信号输出到输出端口。

3.在主程序中,初始化单片机和定时器/计数器模块,使波形发生器开始工作。

4.在主循环中,可以设置按键输入来改变输出频率,通过调整计数值来实现不同的频率输出。

五、性能评估:1.输出频率范围:根据设计要求,测试波形发生器的最低和最高输出频率是否在设计范围内。

2.分辨率:对于指定频率范围,测试波形发生器的输出频率的分辨率,即最小可调节的频率。

3.稳定性:测试波形发生器的输出信号的稳定性和准确度,是否有漂移和偏差。

4.噪声:测试波形发生器的输出信号是否有杂散噪声和幅度波动。

基于51单片机的信号发生器设计报告

基于51单片机的信号发生器设计报告

基于51单片机的信号发生器设计报告二零一四年十二月十一日摘要根据题目要求以及结合实际情况,本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器,可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形,波形的频率可用程序改变,并可根据需要选择单极性输出或双极性输出,具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。

本设计经过测试,性能和各项指标基本满足题目要求。

关键词:信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片目录摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论.................................................................1.1单片机概述...........................................................1.2信号发生器的概述和分类..............................................1.3问题重述及要求....................................................... 第二章方案的设计与选择...................................................2.1方案的比较...........................................................2.2设计原理 .............................................................2.3设计思想 .............................................................2.4实际功能 ............................................................. 第三章硬件设计............................................................3.1硬件原理框图.........................................................3.2主控电路 .............................................................3.3数、模转换电路.......................................................3.4按键接口电路.........................................................3.5时钟电路 .............................................................3.6显示电路 ............................................................. 第四章软件设计............................................................4.1程序流程图........................................................... 参考文献.................................................................... 附录1 电路原理图 .......................................................... 附录2 源程序............................................................... 附录3 器件清单......................................................第一章 绪论1.1 单片机概述单片机(Single chip microcomputer )是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU 、随机存储器RAM 、只读存储器ROM 、多种I/O 口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。

C51单片机的波形发生器

C51单片机的波形发生器

通信专业技能实训报告题目基于Proteus的波形发生器设计学院信息科学与工程学院专业通信工程班级学生学号指导教师魏长智二〇一九年一月五日济南大学通信专业技能实训报告目录1 前言 ...................................................................................................................... - 1 -2 硬件设计 .............................................................................................................. - 2 -2.1 启动方式选择 ........................................................................................... - 2 -2.2 框图设计 ................................................................................................... - 2 -2.3 电路图设计 ............................................................................................... - 3 -3 DAC0832性能与特征........................................................................................ -4 -3.1 D/A转换器与单片机接口探究 .............................................................. - 4 -3.1.1 数据线连接 .................................................................................... - 4 -3.1.2 地址线连接 .................................................................................... - 4 -3.1.3 控制线连接 .................................................................................... - 4 -3.2 DAC0832的认识..................................................................................... - 5 -3.2.1 DAC0832的结构.......................................................................... - 5 -3.2.2 DAC0832的引脚.......................................................................... - 6 -3.2.3 DAC0832的启动控制方式.......................................................... - 7 -4 程序设计 .............................................................................................................. - 8 -4.1 程序流程图 ............................................................................................... - 8 -4.1.1 程序设计思路 ................................................................................ - 8 -4.1.2流程图 .............................................................................................. - 8 -4.2 用C语言实现 .......................................................................................... - 10 -5 Proteus仿真及结果 .......................................................................................... - 13 -5.1方波: ....................................................................................................... - 13 -5.2正弦波: ................................................................................................... - 14 -5.3三角波: ................................................................................................... - 15 -5.4梯形波: ................................................................................................... - 16 -5.5锯齿波: ................................................................................................... - 17 -实训结语: ............................................................................................................ - 18 -参考文献 ................................................................................................................ - 19 -1 前言波形发生器也称函数发生器,作为实验信号源,是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。

基于51单片机汇编程序波形发生器实训报告

基于51单片机汇编程序波形发生器实训报告

单片机实训报告(波形发生器)一、设计方案(1)、硬件基本设计思路本设计方案采用8051单片机和DAC0832将数字信号转化成模拟信号,并通过LM324运算放大器将信号进行处理,最终得到各种波形。

其中,波形的切换采用矩阵键盘通过外部中断0来实现。

(2)、软件基本设计思路首先,将基本波形通过程序进行编写,并调试成功;其次,再编写按键扫描子程序;最后,将按键程序放入中断中,并进行整体调试,直到调通为止。

(3)、程序说明略二、原理图波形发生器原理图三、程序JUCHI E QU 50HSANJI EQU 51HFANGB EQU 52HTIXIN EQU 53HKU EQU 55HORG 0000H ;程序入口AJMP MAIN ;指向主程序ORG 0003H ;主程序入口地址AJMP INTT0 ;指向按键中断程序ORG 0030H ;中断程序入口地址MAIN: ;主程序MOV P2,#00H ;将P2口初始化为0SETB EA ;开总中断SETB EX0 ;开启外部中断0SETB IT0 ;将外部中断0设置为下降沿有效MOV DPTR,#00FFH ;设置输入寄存器地址MOV JUCHI,#00H ;初始化MOV SANJI,#00HMOV FANGB,#00H;***************************************************START:MOV A,KU ;将键码送累加器ACJNE A,#00H,W1 ;将累加器A和00H比较,如果相等,则00键按下顺序执行,否则跳到W1再判断01键是否按下MOV SANJI,#00H ;屏蔽其他波形MOV FANGB,#00HMOV TIXIN,#00HAJMP JCB ;跳转到锯齿波形W1: CJNE A,#01H,W2 ;判断01键是否按下MOV JUCHI,#00H ;屏蔽其他波形MOV FANGB,#00HMOV TIXIN,#00HAJMP SJB ;跳转到三角波形W2: CJNE A,#02H,W3 ;判断02键是否按下MOV TIXIN,#00HMOV JUCHI,#00H ;屏蔽其他波形MOV SANJI,#00HAJMP FB ;跳转到方波W3: CJNE A,#03H,W4 ;判断03键是否按下,没有按下,跳转回去继续循环扫描MOV JUCHI,#00H ;屏蔽其他波形MOV FANGB,#00HAJMP TXB ;跳转到梯形波W4: AJMP START;**********************************************INTT0: ;中断程序;***********键盘扫描子程序KEY*****************KEY: ACALL KS ;调按键查询子程序,判断是否有键按下JNZ K1 ;有键按下,转移 WEI1跳转ACALL DELAY ;无键按下,调延时程序去抖AJMP K4 ;继续查询按键;***********键盘逐列扫描程序***********************************K1: ACALL DELAYACALL KS ;再次判别是否有键按下JNZ K2 ;有键按下,转移AJMP K4K2: MOV R3,#0FEH ;首列扫描字送R3MOV R4,#00H ;首列号送R4K3: MOV A,R3MOV P2,A ;列扫描字送P2口MOV P1,#0FFH ;初始化P1口MOV A,P1 ;读取行扫描值JB ACC.0,L1 ;第零行无键按下转查第一行为1跳转MOV A,#00H ;第零行有键按下,行首键号送AAJMP LK ;转求键号L1: JB ACC.1,NEXT ;第一行无键按下,转查下一列MOV A,#03HAJMP LK ;键扫描结束,返回;************************************************************NEXT:INC R4 ;修改列号MOV A,R3JNB ACC.2,KEY ;三列扫描完返回按键查询状态RL A ;未扫描完,改为下列扫描字MOV R3,A ;扫描字暂存R3AJMP K3 ;转列扫描程序LK: ADD A,R4 ;形成键码送AMOV KU,APUSH ACC ;键码入栈保护;**********************************************K4:ACALL KS ;等待键释放JNZ K4POP ACC ;键释放,弹栈送ARETI ;中断返回;**********按键查询子程序**************************************KS: ;MOV A,#00HMOV P2,#00H ;全扫描字送p2口MOV P1,#0FFHMOV A,P1 ;读入P1口状态CPL A ;变正逻辑,高电平表示有键按下ANL A,#0FH ;屏蔽高四位RET ;子程序返回;****************锯齿波***********************JCB:MOV A,JUCHI ;转换初值WW: MOVX @DPTR,A ;D/A转换INC A ;A自加1NOP ;延时CJNE A,#255,WW ;判断A是否加到255,若没有返回到WW继续加MOV JUCHI,AAJMP START;******************三角波********************SJB:MOV A,SANJI ;转换初值EE: MOVX @DPTR,A ;D/A转换INC ANOPCJNE A,#255,EEDEC AQQ: MOVX @DPTR,ADEC ANOPCJNE A,#00,QQMOV SANJI,AAJMP START;******************方波********************* FB:MOV A,FANGBMOVX @DPTR,AACALL DELAY3ACALL DELAY3CPL AMOVX @DPTR,AACALL DELAY3ACALL DELAY3MOV FANGB,APOP ACCAJMP START;***************梯形波**********************TXB:MOV A,TIXINSS: MOVX @DPTR,AINC AACALL DELAY3CJNE A,#255,SSACALL DELAY3ACALL DELAY3DEC AZZ: MOVX @DPTR,ADEC AACALL DELAY3CJNE A,#00,ZZACALL DELAY3ACALL DELAY3MOV TIXIN,AAJMP START;*******************************************************1ms DELAY3: MOV R0,#7DHDEL7: NOPNOPDJNZ R0,DEL7RET;*******************************************50毫秒延时子程序DELAY2: MOV R0,#05DEL5: MOV R1,#10DEL4: MOV R2,7DHDEL3: NOPNOPDJNZ R2,DEL3DJNZ R1,DEL4DJNZ R0,DEL5RET;******************************************END四、实训总结通过两周的实训,我们对单片机有了一个基本的认识和了解,我们学到了怎样从一个设计课题入手去编写相关程序,并通过硬件实现。

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基于51单片机波形发生器的设计与实现开题报告合肥师范学院本科生毕业论文(设计)开题报告
(学生用表)
课题基于51单片机波形发生器的设计与实现
系部电子信息工程学院专业电子信息工程学科工学
学生屠宝轩指导教师吴剑威一、课题的来源、背景及意义
(1)来源:科研/生产
(2)背景:单片机是再20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯
片,是由中央处理器(CPU), ROM、RAM芯片及I/O接口和一些外围电路等通过印刷版总线连接在一起的一个完整的讣算机系统。

信号发生器是一种作为激励源或者信号源的电子设备,它能够产生各种各样的波形和频率,其在教学实验,生产装实践和科技领域有着广泛的应用,是最普遍使用的电子仪器之一。

对于电子类专
业的学生,除了学习理论知识外,还必须将所学的理论知识付诸实践,在实践中订应用理论知识,提高动手能力,从而提高发现,解决问题的能力,所以试验是必
不可少的环节,而信号波形发生器是实验过程最普遍,最基本,也是应用最广泛线的电子设备之一,本研究不是针对高端的信号发生器开发,而是从降低经
济成本,
操作方便简单,输出波形实用角度出发,研究一套设备。

(3)意义:传统的正弦信号源根据实际需要一般价格昂贵,低频输出时性能不好且不便于自动调节,丄程实用性较差。

现在利用单片机的优越性,制作一种体积小,实用性强,使用方便的低频信号发生器,以AT85C51单片机为核心,结合低俗D/A转换器,通过设计与编程实现了正弦波、方波、锯齿波的产生及其自山切换以及频率、相位的可调与多相波的同时输出。

二、国内外发展现状
信号波形发生器历史非常的久远,它产生于上个世纪20年代,那会,电子设备刚刚诞生,随后,雷达发展了起来,通信技术也在不断地发展,到了40年代,标准信号发生器开始出现,它的出现主要是为了进行各种接收机的测试,使信号发生器诞生之初主要是用来做定性分析的,随着使用的要求不断提升,慢慢发展成为了定量分析的测量仪器,还是在这个时期,脉冲信号发生器也出现了,这个主要是用于脉冲方面的测量的,上面说的这些信号波形发生器都是早期的一些产品,复杂的机械结构,比较
[1]大的功率,比较简单的电路,速度发展总体是比较慢的。

这种发展速度一直持续到1964年,笫一台全电子晶体管做的信号发生器出现。

从60年代以后,信号波形发生器的发展速度就开始加快了,有个代表产品,那就是函数信号发生器,但是模拟的电子方面的技术在这段时期是占主要的,组成的部分一般都是分立元件,或者是采用模拟的集成方面的电路,电路结构相比于60年代以前,要复杂了,产生的波形就多了一些,比如有方波、正弦波、三角波,还有了锯齿波,但是波形还是比较简单的,加上模拟电路会产生较大的漂移,输出波形的稳定性还是比较差的,70年代乂是一个转折点,出现了微控制器,这个时候信号波形发生器的功能就开始强大了起来,波形的产生也比较复杂了。

对信号波形发生器而言,软件成为这个时期的主要特征,通过程序用微控制器进行相应的处理就能方便灵活的获得一些简单的信号波形,当然这种方式也是有缺陷的,那就是波形输出的频率不会很
高,产生这个原因主要是处理器的工作速度问题,当然还是有一些方法来提高输出频率的,比如,软件方面的改进让它的工作周期缩短,但是这些方法比较有限,硬件电路才是改进的关键所在。

慢慢的计算机技术,现代电子技术,信号处理技术发展起来了,数字化技术开始进行渗透和普及,数字信号处理技术开始逐渐的替代传统的模拟信号处理技术,仪器的处理能力开始不断提升,测量的精度高了,准确度高了,速度也提上
[2]去了,展现的优点非常多,从这个时候开始,社会进入数字信号发生器时代发展迅猛。

三、研究□标
本课题在理论分析的基础上,设计山四大模块组成:D/A波形发生模块,数码管显示模块键盘输入模块,波形数据存储模块。

波形的产生通过单片机内的程序实现,采用D/A转换器来控制输出,第一片用于输出波形,第二片用于控制第一片的参考电压,将笫二片的输出作为笫一片参考电压,以便山程序来控制输出波形的幅值变化,从而实现波形幅值的改变。

频率的产生111硬件实现,频率的变化山程序来控制,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。

波形的合成也通过程序实现,具有很高的精度和线性组合的灵活性。

四、研究内容、方法及手段
1、研究内容
本设计主要研究内容是设计一个利用51单片机的波形发生器,通过把各种各
样的波形在一个周期中的变化情况离散化,再根据二进制的规律进行编码,得到每一种波形所对应的波形代码。

把这些代码存储到存储器中,利用电路选择其中的一族代码输出,经过数/模转化器和放大器,获得连续放大的波形,对于正弦等信号不便通过直接讣算得到其波形数据,而其波形用较小数据量即可准确描述,可对其一周信号抽取一定的数据作为基本波形数据固化在单片机的程序存储器中。

2、研究方法和手段
(1)查阅51单片机波形发生器的相关资料,掌握相关的知识;
(2)经常与导师沟通,了解波形发生器的原理和设计步骤;
(3)将所获得的文档资料整理分类,文献说明及时添加。

五、可行性分析
本次设讣是在指导老师的指导下搜集、查阅相关资料,对波形发生器的原理有充分的认识,整体设计思路明确,成本低,可行性良好。

六、进度安排
2012.11.20-2013. 02. 20收集相关资料,与导师交流确定研究方向及基本思路。

2013. 02. 21-2012. 03. 07论文开题,完成开题报告及答辩。

2013.03. 08-2013. 04. 11整合相关资料,完成论文中期报告和论文初稿,准备中期辩。

2013. 04. 12-2013. 05. 09完成毕业论文,制作实物,准备毕业论文答辩。

参考文献:
[1]谢自美.电子线路设计?实验?测试.武汉:华中科技大学出版社,2008 [2] 林志琦,
蒋惠萍.信号发生电路原理与应用设计[M].北京:人民邮电出版社,2010 选题是否合适:是否选题是否合适:是否课题能否实现:能不能课题能否实现:能不能指导教师(签字)指导小组组长(签字)
年月日年月日。

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