基于单片机的信号发生器开题报告
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。
基于单片机信号发生器的开题报告
课题研究内容：本次设计信号发生器可以输出任意波形，包括：三角波、正弦 波、方波。利用单片机采用程序方法，具有线路相对简单，结构紧凑，价格低 廉，频率稳定程度较高，抗干扰能力强，用途广泛等特点。能够对波形进行细 微的调整，改良波形，使其能够满足系统的要求。只要对电路稍加修改，调整 程序即可实现功能升级，此次设计研究的重点和主要内容：用 80C51 单片机和 两片 DAC0832 数模转化器，组成数字式低频信号发生器。在设计过程中用 PROTEUS 软件实现仿真， 仿真后再在实物上实现设计功能， 具有科学性和合理性。 4*4 键 盘 电 路
主要参考文献： [1]华光.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社,2004. [2]子制作 200 年合订本.北京:《电子制作》杂志社 2008. [3]龙麟.电子测量技术.北京:人民邮电出版社 2007. [4]吉玲，张晴. MAX038 及函数信号发生器[J].南昌大学学报（理科版） ，2000, 24 （4）:351-355. [5]仁.单片机实用技术问答.北京:人们邮电出版社.2003:86～88. [6]新.单片机初级教程. 北京:北京航天航空大学出版社.2006. [7]青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 指导教师意见： 1999:67-127.
单
频段 电容 选择 电路
片
LCD12864 显示电路
D/A 转换 电路
波 形 发 生 电 路
机
A\研究计划： 2012.01.05-2012.02.10:领题、审题、查找资料 2012.02.11-2012.02.20：出开题报告 2012.02.21-2012.03.21：函数信号发生器控制原理的熟悉和总体方案拟定 2012.03.22-2012.04.05：函数信号发生器模块的软件编程和设计 2012.04.06-2012.05.10：系统软件调试以及模拟仿真，撰写毕业设计说明书 2012.05.11-2012.05.20: 总体完善，达到设计要求。
基于单片机的信号发生器设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化基于单片机的信号发生器设计一、课题研究意义及现状信号发生器作为集成电路的基本模拟单元，被广泛应用于信号处理系统和各种便携式设备中。
振荡器作为信号发生电路的核心，各种结构层出不穷，但大多采用复杂的结构来实现幅度和频率的稳定。
这不仅增加了系统的复杂度，同时也增加了芯片面积。
而且在电路调试、教学实验和产品开发等领域，信号发生器被广泛用作测量仪器的信号源，为开发和测试提供输入信号。
现在人们都运用DDS（直接数字合成）技术、FPGA技术（现场可编程门阵列技术），单片机等来实现信号发生器的一些功能。
在用单片机来实现信号发生器的一些功能方面。
如805lF330的音频信号发生器的系统结构。
它主要由805lF330单片机、MMC、SD卡存储器、RS232串行通信接口、上位机、液晶显示、键盘以及信号调理电路等部分组成。
将写入MMC、SD卡中的音频数据存储在上位机．单片机通过RS232串行通信接口写入MMC、SD卡，以中断方式读取键盘接口命令。
并根据命令控制选择相应的音频信号数据．再由信号调理电路输出不同频率和强度的音频信号。
系统通过液晶显示模块显示信号频率、信号强度及信号类型。
该系统突出的特点是上位机采用Inb windam，CVI软件，通过RS232串行通信接口与单片机通讯：以文本格式存储在上位机的音频信息则通过RS232串行通信接口下载到MMC、SD卡。
而且用单片机来实现的正弦信号发生器也很有发展前景的，它主要由集成压控振荡ICL8038构成的函数信号源电路，它是一种可以同时输出方波、三角波和正弦波的专用集成电路，常用作多波形发生器、模拟信号源等，本文用集成函数发生器ICL8038联结少量外部元件组成扫频信号发生器。
扫频信号发生器是一种输出信号的频率随时间在一定范围内反复变化的正弦信号发生器，他是频率特性测试仪即扫频仪的核心，主要用于直接测量各种网络的频率响应特性。
二、课题研究的主要内容和预期目标主要利用单片机设计并制作一个信号发生器。
基于单片机的低频信号发生器
XXXXX学院单片机课程设计报告题目：基于单片机的低频信号发生器学生姓名XXX学号09XXX专业电子信息工程班级2009级1班指导教师XXXX学部计算机科学与电气工程课程设计时间2012年6月18日XXXXXXX学院电子信息工程单片机课程设计报告基于单片机的低频信号发生器摘要信号发生器是一种用于生产标准的电子仪器，它广泛用于工业生产、科研和国防等各领域中，本系统是基于STC89C52单片机的低频信号发生器。
采用STC89C52单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM358）、按键和LCD显示电路等。
通过按键可以控制生产正弦波、三角波等并且实现频率和幅度，同时用LCD显示波形名称、频率和幅度。
关键词：信号发生器单片机数字/模拟转换电路目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 本设计的意义 (1)1.1.1信号发生器分类 (1)1.1.2研究题目及其意义 (1)1.2 本设计的要求 (2)第2章本设计系统结构介绍 (3)2.1 系统结构框图 (3)2.2 各模块作用介绍 (3)2.2.1独立键盘 (3)2.2 .2 LCD模块 (3)2.2.3 模数转换及集成运放模块 (4)2.2.4 本章小结 (4)第3章系统硬件电路设计 (5)3.1 STC89C52单片机最小系统设计 (5)3.1.1 STC89C52单片机介绍 (5)3.1.2 STC89C52单片机时钟电路介绍 (6)3.1.3 STC89C52单片机复位电路介绍 (7)3.2 数模转换电路介绍 (7)3.2.1主要芯片功能介绍 (7)3.2.2 DAC0832芯片内部结构介绍 (7)3.2.3 DAC0832芯片引脚功能介绍 (8)3.2.4 DAC0832芯片应用电路介绍 (9)3.3 本章小结 (10)第4章系统软件调试环境介绍 (11)4.1 编程软件介绍 (11)4.1.1软件功能 (11)4.1.2软件应用流程 (12)4.2 程序下载软件介绍 (14)4.2.1软件功能 (14)4.2.2软件应用流程 (14)4.3 本章小结 (16)第5章系统程序设计 (17)5.1 系统程序设计流程图 (17)5.2 程序流程图对应程序代码 (17)5.3 本章小结 (22)结论 (23)参考文献 (23)基于单片机的低频信号发生器第1章绪论1.1本设计的意义信号发生器，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。
基于单片机和FPGA的任意频率发生器设计【开题报告】
毕业设计开题报告电子信息工程基于单片机和FPGA的任意频率发生器设计1选题的背景、意义单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
[1-3] 直接数字频率合成（简称DDS）是一种新的频率合成技术，同传统的直接频率合成（DS），锁相环间接频率合成（PLL）方法相比，它具有很多优点，如频率切换时间短，频率分辨率高，相位变化连续，容易实现对输出信号的多种调制等。
近几年来，疙瘩芯片制造厂商都继续推出各种各样的高性能，多功能的DDS专用芯片，为电路设计者提供了多种选择，满足了工程的实际需要。
但DDS专用芯片确实固定的，使用不灵活。
二用FPGA 设计的DDS电路只需要改变FPGA中的ROM数据，DDS就可以产生任意波形，而且FPGA芯片要比专用DDS专用芯片便宜很多倍。
因此，采用FPGA 来设计DDS系统具有很高的性价比。
基于这种技术，用单片机和FPGA实现的任意波形发生器，精度高，成本低，实现简单。
DDS技术，就是根据奈奎斯特采样定理，将模拟信号离散化，然后以二进制形式存放在存储器中。
当需要该信号时，以一定的速率重复从存储器中取出数据，送入D／A转换器转换，再经低通滤波器去除高频分量，平滑输出信号，就得到想要的波形。
这种频率合成技术的精度与存储器中的数据点数、D／A的转换速率和位数都有着密切的关系。
数据点数越多，D／A转换的速率越快，位数越多，合成的频率范围越大，精度越高。
基于MCU与FPGA的DDS信号发生器的研究与实现的开题报告
基于MCU与FPGA的DDS信号发生器的研究与实现的开题报告一、研究背景直接数字合成器（Direct Digital Synthesizer，DDS）是现代通讯中广泛应用的一种方法，其主要作用是通过数字信号直接生成模拟信号。
与模拟合成器相比，DDS发生器具有占用面积小、频率精度高、相位噪声低、输出稳定等优势。
因此，DDS发生器被广泛应用于高频与微波领域，如无线通信、雷达探测等。
本项目旨在开发一种基于单片机(MicroController Unit，MCU)与现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)相结合的DDS发生器，以实现高精度、高效率、高稳定性的信号发生器。
二、研究目的和意义1. 提高信号发生器的精度和效率。
由于MCU与FPGA本身具有高速计算和可编程、可定制的特点，因此结合应用可以提高DDS发生器的精度和效率。
2. 提高信号发生器的稳定性。
利用FPGA实现低相位噪声、低抖动的时钟源，并对DDS发生器中的电路进行分离式布局设计，以此提高信号发生器的稳定性。
3. 实践应用。
DDS发生器在科研领域及相关产业中具有广泛的应用价值。
本项目的实践应用可以为相关领域的发展提供有力支持。
三、研究内容和技术路线1. 系统架构设计。
基于MCU与FPGA的DDS发生器需要具备一定的系统级别设计和架构布局，通过对各个模块之间的耦合性和整体性的考虑，在保证性能的同时实现系统的完整性和可拓展性。
2. 信号生成电路设计。
其中包括频率控制、相位控制、幅度控制等电路的设计。
利用FPGA实现具有高稳定性和低噪声的时钟源电路。
3. MCU编程。
对MCU进行编程，实现DDS发生器的功能，如频率选择、输出控制等。
4. FPGA编程。
利用FPGA进行数据的处理和精确的定时控制，实现DDS发生器的高效率、高精度、低相噪的输出。
5. 系统测试。
通过实验室测试，进行性能测试、精度测试及稳定性测试，评价系统的稳定性、灵敏度以及时域特性等，并进行数据分析和优化处理。
基于单片机的函数信号发生器开题报告 长江大学版
研究方案的设计与选择
方案一：采用单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦 波、方波等，而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制 电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。 方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（ VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达 到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。 方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的 方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下 ，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生 的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。
单片机内部数据只有0、1之分，所产生的信号也都是离散信号。为 了能够让单片机输出所需的数字信号，我们采用对信号采样、量化 的方法来实现由单片机产生所需信号。在本设计中，对信号的四分 之一周期采样19个幅度值，通过反复查表来输出幅度值，而整个信 号是通过正查表和逆向查表来实现的。采样的点越密，信号失真度 也就越小。两次采样点的输出时间间隔是由定时、计数器来控制的 ，因此，通过控制不同的计数初值就可以控制整个信号的频率。计 数时间=信号周期/72。计数次数=计数时间/机器周期。对应的，计 数初值=65536－计数次数。单片机只能产生离散频率的信号，所以 所得到的信号频率不是连续的，而是离散的频率点。正弦波和三角 波的频率控制方法都与上述方法相同，而方波的频率控制是半周期 计数，经过半周期只需改变输出为最大或最小电平即可。本设计为 低频信号发生器，在频率只有几十赫兹的时候计数次数将很大，因 此计数器的工作方式选为工作方式1，每次计数器溢出时需要重新 装入计数初值。
基于单片机的多功能函 数信号发生器设计
学生:*** 指导老师: *** 学 院:电子信息学院 专 业:电气工程及其自动化
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2.键盘设计方案比较
方案一：矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路。
方案二：独立式键盘。独立式键盘具有硬件与软件相对简单的特点，其缺点是按键数量较多时，要占用大量口线。
完善信号发生器的设计，并进行实验测试分析。
第4阶段 第11～12周
完成毕业论文。
完成毕业设计，全部成果交指导老师批阅。
第5阶段 第13周
毕业答辩。
指导教师意见：
指导教师签名：
年 月 日
注：表格根据所填内容可进行调整，可多页。
一、设计总体方案
利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生锯齿波，正弦波，矩形波，方波四种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控四种波形的类型，频率变化，最终输出显示其各自的类型及数值
以上两种方案综合考虑，选择方案二。
3、D/A转换部分
由于单片机产生的是数字信号，要想得到所需要的波形，就要把数字信号转换成模拟信号，所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。但实际上，DAC0832输出的电量也不是真正能连续可调，而是以其绝对分辨率为单位增减，是准模拟量的输出。DAC0832是电流型输出，在应用时外接运放使之成为电压型输出。
原理及外围电路设计方法；掌握利用单片机产生方波、三角波、锯齿波、正弦波的程序
设计方法；
第3阶段 第5～7周
总体方案设计。
完成硬件电路设计：波形切换、频率调整、D/A转换、放大、滤波、单片机外围电路、显示电路等；
完成信号发生器的初步设计。
第8～10周
完成程序流程和程序设计, 基于Proteusisis进行仿真调试；
基于单片机的信号发生器的设计，以性价比相对较高的AT89C51单片机为核心，以简单、廉价的元器件构筑，能够产生高精度、高纯度的方波、三角波、锯齿波、正弦波，同时可以实现波形自由切换，以及频率和幅度在线调整。目前购买的信号发生器价格昂贵，功能强大，实际在高校开展实验过程中用到最多的是低频函数信号发生器。如果能够在高校实验领域应用本文设计的仪器取代它们，将具有重要的实际意义。
内蒙古工业大学本科生毕业设计(论文)开题报告
学生姓名
白音那木拉
学 号
200880291011
班 级
电子08-3班
指导教师
王秀玲
职 称/学 位
副教授/硕士
题目名称
基于单片机的信号发生器设计
题目类型
装备装置类
题目的意义、目的：在计算机控制技术、电子技术飞速发展的今天，信号发生器的应用越来越广，对信号发生器的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出信号的频率微调分辨率提出越来越高的要求，普通的频率源已经不能满足现代电子技术的高标准要求。国内外纷纷设计制作先进的信号发生器，从实用价值来看，各高校中信号发生器应用极为广泛，能够设计出低成本、高精度的信号发生器并推广使用具有非常重要的意义。
研究内容另一页上！
工作进度安排（具体）：
第1阶段 第1～2周
接受毕业设计任务书Leabharlann 学习毕业设计（论文）要求及有关规定。
阅读指定的参考资料及文献（包括5～10万个印刷符号与课题或本专业相关的外文资料），完成开题报告、外文翻译任务。
第2阶段 第3～4周
学习单片机、信号发生器等相关知识；掌握并行D/A转换器DAC0832工作
方案二：采用LCD液晶显示器1602.其功率小，效果明显，显示编程容易控制，可以显示字母。
综合考虑选择第二个方案。
三、软件设计
采用AT89S52单片机，用编程的方法来产生四种波形，并通过编程来切换四种波形及波形频率的改变。信号发生器的软件设计包括按键处理程序、正弦波产生程序、方波产生程序、三角波产生程序、锯齿波产生程序几个主要部分。主程序的主要功能接收用户键盘输入的数据(信号参数的预制、选择)和控制指令，单片机发送数据及控制指令，按要求输出信号。
图4.1硬件原理框图
二．硬件各单元电路方案设计与选择
1、单片机的选择
方案一：AT89S52芯片中只有一路模拟输出或几路模拟信号非同步输出，这种情况下CPU对DAC0832执行一次写操作，则把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832的输出模拟信号随之对应变化。输出波形稳定，精度高，滤波好，抗干扰效果好，连接简单，性价比高。
方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快。但其价格较贵
方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式：单缓冲方式和双缓冲方式。选用直通方式。
4、显示部分电路设计
方案一：采用LCD数码管。LCD数码管由8的法官二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼的视觉，当每只数码管显示的时间间隔小于1／16S时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮。使用数码管显示编程较易，但要显示内容多，而且数码管不能显示字母。
四．仿真调试
当硬件电路和软件部分均整理完毕后，则将编写好的软件程序放在ISIS软件环境下将硬件与软件结合进行仿真调试。