简易波形发生器
简易波形发生器的设计
XXXX学院课程设计报告课程名称：单片机课程设计院系：电气与信息工程学院专业班级：自动化09102班学生姓名： X X指导教师： X X X完成时间： 2012年6月10日报告成绩：简易波形发生器简易波形发生器是一种常用的信号源,它广泛地应用在电子技术实验、自动控制系统和其他科研领域。
本系统能够准确产生方波、正弦波、锯齿波及三角波。
基于数模转换芯片DAC0832技术的简易波形发生器由六个部分组成：MCU模块、波形发生模块、静态LED 数码管显示模块、键盘输入模块、在线下载模块以及电源模块。
MCU模块采用STC89C51RC 单片机进行数据处理，波形发生模块采用DAC0832及LM324进行波形发生及变换，静态LED数码管显示模块利用3位八段共阳极数码管及3个74LS164显示当前波形频率，键盘模块采取外部中断方式扫描键值，在线下载模块选用MAX232芯片进行单片机程序下载，电源模块使用三端稳压器为系统提供能源。
运用Altium Designer软件绘制了单元电路以及总体电路图，借助Proteus仿真软件对电路进行了虚拟实验，通过仿真分析，满足了课题性能指标的要求，成功地实现了简易波形发生器的设计。
关键词波形发生器；DAC0832；STC89C51RC；静态显示Simple waveform generator is a common source, it is widely used in the experiment of electronic technology, automatic control system and other scientific fields. The system can accurately produce a square wave, sine wave, sawtooth wave and triangle wave. Based on the digital-analog conversion chip DAC0832 simple waveform generator consists of six parts: MCU module, waveform generator module, static LED digital display module, keyboard input module, the download module and power supply. The MCU STC89C51RC microcontroller is for data processing. The waveform generation module which made of DAC0832 and LM324 is used to generate waveform and transform. The static LED digital display module uses three eight out common anode digital and three 74LS164 to show the current waveform frequency. The keyboard module to take external interrupt the scan key. Download module use a MAX232 chip microcontroller program download. The power supply uses three-terminal regulator to provide energy for the system. Altium Designer were used to draw a unit circuit as well as the overall circuit. With Proteus simulation software to conduct virtual experiments on the circuit, simulation analysis, to meet the requirements of the subject of performance indicators, the successful implementation of a simple waveform generator design.Keywords waveform generator ;DAC0832;STC89C51RC; static LED digital display目录摘要 (I)Abstract (II)第一章简易波形发生器的方案设计 (1)1.1简易波形发生器的方案分析与比较 (1)1.1.1 基于数模转换芯片DAC0832的简易波形发生器的设计 (1)1.1.2 基于MAX038函数发生器的简易波形发生器的设计 (1)1.1.3 基于DDS波形发生技术的简易波形发生器的设计 (2)1.2 简易波形发生器的总体结构说明 (2)第二章简易波形发生器的电路设计 (3)2.1 MCU模块 (3)2.1.1 STC89C51RC单片机 (3)2.1.2 复位电路 (5)2.1.3 时钟电路 (5)2.2 DAC0832模块 (5)2.2.1 DAC0832芯片基本介绍 (6)2.2.2 DAC0832波形发生电路 (7)2.3 静态LED数码管显示模块 (7)2.3.1 移位寄存器74LS164 (7)2.3.2 静态显示电路 (8)2.4 键盘输入模块 (8)2.5 在线下载模块 (9)2.6 电源模块 (9)2.7 总体电路说明 (9)第三章简易波形发生器的程序设计 (10)3.1系统接口定义 (10)3.2 主程序 (10)3.3 外部总中断1中断服务程序 (11)第四章简易波形发生器仿真分析 (13)4.1初始界面 (13)4.2 波形发生仿真 (13)4.2.1 正弦波的仿真分析 (13)4.2.2 锯齿波发生仿真分析 (14)4.2.3 三角波发生仿真分析 (15)4.2.4 方波发生仿真分析 (17)总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1：简易波形发生器原理图 (22)附录2：简易波形发生器Protues仿真图 (23)附录3：简易波形发生器元器件明细表 (24)附录4：简易波形发生器源程序 (25)第一章 简易波形发生器的方案设计简易波形发生器是一种常用的信号源,它广泛地应用在电子技术实验、自动控制系统和其他科研领域。
简易波形发生器
简易波形发生器一、实验目的１．掌握DAC0832和ADC0809的应用和编程方法。
２．熟悉几种典型波形的产生方法。
二、实验内容与要求利用微机实验平台编程实现一个波形发生器，可以产生正弦波、方波、三角波等各种波形，频率和幅度均可调。
1．基本要求（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。
（2）输出波形的频率范围为100Hz～1kHz，步进为100Hz。
（3）输出波形幅度范围1～5V（峰-峰值），可按步进1V（峰-峰值）调整。
（4）通过ADC0809采样DAC0832的输出，在屏幕上画出图形。
示波器查看波形发生器的输出和屏幕上的图形比较。
2．提高要求（1）增加输出波形的类型。
（2）扩展输出波形频率范围。
（3）减少幅度范围的步进量。
三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计本次设计结合D/A和A/D转换，用键盘输入来选择DAC0832的输出波形，再通过ADC0809采集后在PC机上以图形方式显示。
实验主要利用实验箱上的DAC0832 、ADC0809和8253等硬件电路和PC机资源。
设计要求该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波等形状的波形，频率和幅度可调。
不同的波形主要是由输入DAC0832的不同规律的数据，所以在软件设计是主要是构造各种波形的数据表格。
方波只需要控制输出高低电平的时间，三角波的表格可以由数字量的增减来控制，产生正弦波关于构造一个正弦函数数值表，通过查该函数表来实现波形的输出。
波形的频率控制是通过对输出数据的时间间隔控制。
幅度是通过改变输出数据的大小来控制的。
为了程序实现方便，可以把每种波形的数据表构造好，再统一查表来实现。
硬件由于采用了PC机的资源和微机实验平台，不用外加其他的电路，比较简单。
将微机系统里面的中断、8253、 DAC0832以及ADC0832的电路弄清楚，通过相应的跳线就可以完成电路的设计。
简易波形发生器的设计
目录第一章单片机开发板 (1)1.1 开发板制作 (1)1.1.1 89S52单片机简介 (1)1.1.2 开发板介绍 (2)1.1.3 89S52的实验程序举例 (3)1.２开发板焊接与应用 (4)1.2.1开发板的焊接 (4)1.2.2开发板的应用 (5)第二章函数信号发生器 (7)2.1电路设计 (7)2.1.1电路原理介绍 (7)2.1.2 DAC0832的工作方式 (9)2.2 波形发生器电路图与程序 (10)2.2.1应用电路图 (10)2.2.2实验程序 (11)2.2.3 调试结果 (15)第三章参观体会 (16)第四章实习体会 (17)参考文献 (18)第一章单片机开发板1.1 开发板制作1.1.1 89S52单片机简介图1.1 89s52 引脚图如果按功能划分，它由8个部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EP ROM）、I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SF R）的集中控制方式。
各功能部件的介绍：1）数据存储器（RAM）：片内为128个字节单元，片外最多可扩展至64K字节。
2）程序存储器（ROM/EPROM）：ROM为4K，片外最多可扩展至64K。
3）中断系统：具有5个中断源，2级中断优先权。
4）定时器/计数器：2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。
5）串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。
6）特殊功能寄存器（SFR）共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、监控、监视。
7）微处理器：为8位CPU，且内含一个1位CPU（位处理器），不仅可处理字节数据，还可以进行位变量的处理。
8）四个8位双向并行的I/O端口，每个端口都包括一个锁存器、一个输出驱动器和一个输入缓冲器。
这四个端口的功能不完全相同。
A、P0口既可作一般I/O端口使用，又可作地址/数据总线使用；B、P1口是一个准双向并行口，作通用并行I/O口使用；C、 P2口除了可作为通用I/O使用外，还可在CPU访问外部存储器时作高八位地址线使用；D、P3口是一个多功能口除具有准双向I/O功能外，还具有第二功能。
基于LM324的简易波形发生器
设计报告作品名称：基于LM324的简易波形发生器*者：***洪文娟吴丽萍基于LM324的简易波形发生器摘要在电子系统中，经常要使用到方波、三角波等波形的波形信号产生电路，常用于产生各种电子信号，完成电子系统间的通信以及自动测量和自动控制等系统中。
本系统采用LM324集成运放芯片，外加电阻、电容等元器件调整、滤波，构成简易波形发生器。
该波形发生器具有效率高、体积小、重量轻，输出稳定，能产生方波、三角波和正弦波等电子信号，可以作为其它电子系统的信号发生模块电路。
关键词LM324 简易波形发生器目录1 方案设计与论证 (1)1.1 方案1 (1)1.2 方案2 (1)2 系统设计 (1)2.1 LM324芯片简介 (1)2.2 电路组成和工作原理 (2)2.3 电路设计与计算 (3)3 系统测试 (5)3.1 测试工具 (5)3.2数据测试与结果分析 (5)3.3 测试结论 (5)4 设计结论 (7)参考文献 (7)1 方案设计与论证1.1 方案1采用ICL8038集成函数信号发生器芯片外加电阻、电容元件，构成波形发生电路。
ICL8038集成函数信号发生器芯片是一种多用途的波形发生器芯片，它可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波。
它的振荡频率可以通过外加的直流电压进行调节，是一种压控集成函数信号发生器。
虽然ICL8038集成函数信号发生器的功能强大，但是它的价格昂贵，而且市面上也较难买到。
如果用ICL8038芯片来制作简易波形发生器系统，则会大大增加系统的制作成本。
1.2 方案2采用LM324集成运放芯片，外加电阻、电容等元器件调整、滤波，构成简易波形发生器。
LM324是一种集成运算放大器芯片，它的内部有四个独立的运算放大器。
根据所学的知识，运算放大器可以构成滞回比较器、积分器和二阶有源低通滤波器电路，可以分别产生方波、三角波和正弦波。
依靠这些电路的组合，就可以制作成简易波形发生器电路。
该电路具有效率高、体积小、重量轻，输出稳定等特点。
简易波形发生器讲诉
南京工程学院实习报告题目课程名称院（系、部、中心）专业班级学生姓名学号设计地点起止日期指导教师目录一、设计任务 (3)二、总体方案设计 (3)三、系统模块详细设计与调试 (4)四、设计总结 (11)五、参考文献 (12)六、附件材料 (12)一、设计任务1、设计能够至少发生方波、三角波、锯齿波三种波形的发生器；2、通过按键进行波形之间的切换；3、波形de 频率和幅度能够通过按键进行更改；4、根据自己的想法设计其它功能。
二、总体设计方案本设计所用到的硬件模块有:1、基本模块，即STC89C52单片机；2、DAC0832数模转换模块；3、按键模块；4、示波器或万用表用来检测。
所采用的开发板为TX-1C型开发板，其中所用到的用硬件模块如下原理图所示。
由于受限于开发板IO口设计，本方案仅采用S2,S3,S5按键进行操作，其中S2按键用于切换波形，S3按键用于切换每个波形的幅值，S5按键用于切换波形的频率大小。
DAC032的输入口为P0口，输出口为0~+5V，通过LED接于GND。
三、系统模块详细设计与调试1.各功能电路设计(1)STC89C52单片机。
作为控制模块，其P0口作为DAC0832的输入端，P3.2口为DAC0832的片选信号输入端，P3.6口为写选通信号输入端。
由于P0口同时也是实验板数码管的输入端，因此在对P0进行赋值输出之前应将数码管的段选端P2.6和片选端P2.7封锁使得发生波形时数码管没有乱码。
（2）DAC0832数模转换模块DAC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0到5V之间。
据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。
独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。
通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
转换方式共三种，即直通式、单缓冲式和双缓冲方式。
(48)简易波形发生器
中北大学课程设计任务书2012/2013 学年第 1 学期学 专院： 业：电子与计算机科学技术学院学 生 姓 名： 课程设计题目：学号 ：简易波形发生器 2012 年 12 月 19 日 ~ 2013 年 1 月 16 日起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任：孟令军 刘文怡下达任务书日期:2012 年 12 月 19 日课 程 设 计 任 务 书1．设计目的：① 掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； ② 学习使用 PROTEL 软件绘制电路原理图及印刷板图； ③ 掌握应用 proteus 对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：① 设计一个方波-三角波-正弦波函数发生器； ② 性能指标要求 1)频率范围:100HZ~1000HZ,1KHZ~10HZ； 2)输出电压:方波 U<=24V,三角波 U=6V,正弦波 U>1V； 3)波形特性:方波 tr<30us(1KHZ,最大输出时),三角波 r△<2%,正弦波 r～<5%； ③ 利用 PROTEL 绘制电路原理图和印刷板图，并利用 proteus 软件仿真。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图 纸、实物样品等〕 ：① 课程设计说明书； ② 电路原理图和印刷板图； ③ 仿真图形和仿真结果。
课 程 设 计 任 务 书4．主要参考文献：① 童诗白．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，2002 ② 张建华．数字电子技术．北京：机械工业出版社，2004 ③ 陈汝全．电子技术常用器件应用手册．北京：机械工业出版社，2005 ④ 毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，2005 ⑤ 潘永雄．电子线路 CAD 实用教程．西安：西安电子科技大学出版社，2002 ⑥ 张亚华．电子电路计算机辅助分析和辅助设计．北京：航空工业出版社，20045．设计成果形式及要求：提交内容：课程设计说明书、电路原理图和印刷板图、仿真图形和仿真结果。
AT89S51的简易波形发生器
四川职业技术学院综合实验课程报告实验名称：单片机的简易信号发生器实训地点：2J415 班级：10电技2班学号： XX XX XX 姓名：XXX XXX XXXX 指导教师：成XX XXX时间：2011-12-12至2011-12-16摘要本系统是基于AT89C51单片机的数字式低频信号发生器。
采用A T89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC083 2）、运放电路（LM324）、按键和8位数码管等。
通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等，同时用数码管指示其对应的频率。
其设计简单、性能优好，可用于多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。
各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。
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。
为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。
本文介绍的是利用AT89C51单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源，其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。
文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法，AT89C51的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。
文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。
信号频率幅度也按要求可调。
本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。
该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。
关键词：AT89C51DAC0832 LM324 8位数码管显目录摘要.......................................................................................................... ..I 目录. (II)前言 (1)1 课题概述 (2)1.1课题目标 (2)1.2 课题分析 (2)2硬件原理 (3)2.1 单片机最小系统的设计 (3)2.1 AT89C-51单片机的接口布局 (4)2.2 时钟电路和复位电路 (5)2.2.1时钟电路 (5)2.2.2单片机的复位状态 (6)2.3 DAC0832的引脚及功能 (6)3 软件原理 (9)3.1 主流程图 (9)3.2 锯齿波仿真图 (10)3.4 方波仿真图 (11)总结 (13)附录 (14)I 源程序 (14)II 仿真电路 (18)III元器件清单 (18)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。
简易波形产生器工作原理
简易波形产生器工作原理
波形产生器是一种电子设备，可以产生不同形状的电信号波形，常见的包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
简易波形产生器的工作原理如下：
1. 振荡电路：波形产生器的核心是一个振荡电路，它能够产生一定频率的连续振荡信号。
2. 控制电路：控制电路是用来调节振荡电路的频率、幅度和形状的。
通过调节控制电路的参数，可以实现不同形状的波形信号输出。
3. 波形输出：经过控制电路调节后的信号，会经过放大电路放大并输出。
输出的波形可以通过转换电路进行调整，以符合用户的需求。
4. 控制输入：波形产生器通常具有控制输入接口，允许用户通过外部控制信号来调节波形的频率、幅度和形状。
例如，可以通过外部电压信号来控制波形的频率，或者通过外部电流信号来调节波形的幅度。
综上所述，简易波形产生器通过振荡电路产生连续振荡信号，通过控制电路调节振荡信号的频率、幅度和形状，并经过放大和转换电路输出，最终实现不同形状的波形信号。
重点讲解波形发生器全知晓 形形色色的波形发生器
波形发生器全知晓形形色色的波形发生器波形发生器在生活中属于常见器件，许多朋友对于波形发生器也甚是熟悉。
尽管如此，本文还是要向大家介绍几款不同类型的波形发生器，以帮助大家拓展关于波形发生器的知识。
废话少说，往下看吧。
波形发生器在生活中属于常见器件，许多朋友对于波形发生器也甚是熟悉。
尽管如此，本文还是要向大家介绍几款不同类型的波形发生器，以帮助大家拓展关于波形发生器的知识。
废话少说，往下看吧。
一、施密特波形发生器简单的波形发生器可以使用基本的施密特触发器动作逆变器构建，例如TTL 74LS14。
到目前为止，这种方法是制作基本的非稳态波形发生器的最简单方法。
当用于产生时钟或定时信号时，非稳态多谐振荡器必须产生稳定的波形，在“高”和“低”状态之间快速切换，没有任何失真或噪声，施密特反相器就是这样做的。
我们知道施密特反相器的输出状态与其输入状态(非门原理)的输出状态相反或相反，并且它可以在不同的电压电平下改变状态，从而使其具有“滞后”。
施密特反相器使用施密特触发器动作，当输入电压信号在输入端子周围增加和减小时，该操作在上阈值电平和下阈值电平之间改变状态。
该上阈值电平“设置”输出，下阈值电平“复位”输出，其分别等于逆变器的逻辑“0”和逻辑“1”。
考虑下面的电路。
二、施密特反相器波形发生器这个简单的波形发生器电路由一个TTL 74LS14施密特反相器逻辑门组成，其一个电容器，C 连接在其输入端和地之间，(0v)和电路振荡所需的正反馈由反馈电阻提供，R 。
那么它是如何运作的?假设电容器板上的电荷低于施密特的0.8伏特下限阈值(数据表值)。
因此，这使得逆变器的输入处于逻辑“0”电平，从而产生逻辑“1”输出电平(逆变器原理)。
电阻器R 的一侧是现在连接到逻辑“1”电平(+ 5V)输出，而电阻器的另一端连接到电容器，C 处于逻辑“0”电平(0.8v 或更低) 。
电容器现在开始通过电阻器以正方向充电，其速率由组合的RC 时间常数决定。
基于LM324的简易波形发生器
目录摘要 (1)一、课程设计的目标和设计的任务 (1)1.1设计培养的目标 (1)1.2设计任务 (1)1.3课程设计的要求及技术要求 (2)二、电路设计原理方案及电路图 (2)2.1设计方案及电路图 (2)2.2Multisim 仿真结果 (3)三、电路板的制作 (4)四、电路的安装与调试 (4)五、波峰焊、回流焊 (5)5.1波峰焊 (5)5.2回流焊 (6)六、心得体会 (6)附录：仪器仪表及元件清单 (7)摘要在电子系统中，经常要使用到方波、三角波等波形的波形信号产生电路，常用于产生各种电子信号，完成电子系统间的通信以及自动测量和自动控制等系统中。
本系统采用LM324集成运放芯片，外加电阻、电容等元器件调整、滤波，构成简易波形发生器。
该波形发生器具有效率高、体积小、重量轻，输出稳定，能产生方波、三角波和正弦波等电子信号，可以作为其它电子系统的信号发生模块电路。
一、课程设计的目标和设计的任务1.1设计培养的目标1、总体目标：本课程的目标是让学生在掌握模拟和数字电子技术的基础上，通过典型实践题目的设计与实现，使其加深对模拟和数字电子技术知识的理解，初步掌握现代电子系统的设计方法和调试方法，培养分析、解决实际问题的能力，提高工程设计的技能。
2、知识目标：（1）熟悉各种模拟电路和数字电路的内容；（2）按要求完成整个电路的分析和设计；（3）对整个系统制作和调试；3、能力目标：（1）能熟练掌握操作万用表、信号发生器、示波器、稳压电源等常用电子仪器仪表；（2）能熟练查阅常用电子元器件和芯片的规格、型号等资料；（3）能熟练运用线路板设计软件制作电路图；（4）完成电路板制作和硬件连接，并学会排错、解决故障；1.2设计任务在电子系统中，经常要使用到方波、三角波等波形的波形信号产生电路，常用于产生各种电子信号，完成电子系统间的通信以及自动测量和自动控制等系统中。
本系统采用LM324集成运放芯片，外加电阻、电容等元器件调整、滤波，构成简易波形发生器。
单片机课程设计--简易波形发生器
单片机课程设计--简易波形发生器电气与电子信息工程学院《单片机》课程设计报告题目：简易波形发生器专业班级：电气学号： 123456姓名：王刚指导教师：胡蔷、汤立刚设计时间：2013年12月9日—2013年12月13日设计地点： K2-407单片机、微机原理实验室2013年11月20日单片机课程设计成绩评定表答辩或质疑记录：1、该设计能产生几种波形？分别是哪几种？答：能产生4种波形，三角波，方波，锯齿波以及正弦波。
2、DAC0832有几种工作方式？哪几种？各有什么特点？该设计中DAC0832用的是哪一种方式？答：3种，单缓冲方式、双缓冲方式以及直通方式：（1）单缓冲方式此方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量非同步输出的情形。
方法是控制输入寄存器同时接收数据，或者只用输入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。
（2）双缓冲方式此方式适用于多个DAC0832同时输出的情形。
方法是先分别使这些DAC0832的输入寄存器接收数据，再控制这些DAC0832同时传送数据到DAC寄存器以实现多个D/A转换同步输出。
〔3〕直通方式此方式适用于连续反馈控制线路中。
方法是：数据不通过缓冲器，即-WR1,-WR2, -XFER, -CS 均接地，ILE接高电平。
此时必须通过I/O接口与微处理器连接，以匹配微处理器与D/A的转换。
该设计中DAC0832用的是单缓冲方式。
成绩评定依据：课程设计考勤情况（5％）：课程设计仿真测试情况（15％）课程设计答辩情况（30％）：完成设计任务及报告规范性（50％）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：2013 年12 月日课程设计任务书2013～2014 学年第 1 学期专业班级：电气指导教师：胡蔷汤立刚工作部门：电气与电子信息工程学院电气自动化教研室一、课程设计题目单片机课程设计二、课程设计内容（含技术指标）1．设计目的及要求（1）根据具体设计课题的技术指标和给定条件，以单片机为核心器件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，完成仿真操作。
单片机课程设计简易波形发生器
单片机课程设计简易波形发生器波形发生器是电子实验中经常使用的一种仪器，它能够产生各种不同形式的周期信号。
在单片机课程设计中，我们可以通过编写程序控制单片机来实现一个简易的波形发生器。
本文将介绍使用单片机实现波形发生器的设计思路和实现过程。
首先，我们需要确定需要实现的波形类型。
常见的波形类型包括正弦波、方波、三角波等。
在本设计中，我们将选择实现方波和三角波两种波形。
其次，我们需要确定单片机的硬件资源。
根据波形发生器的要求，我们需要使用单片机的数模转换功能，将数字信号转换为模拟信号输出。
因此，我们需要选择一个具有这一功能的单片机。
在确定了波形类型和硬件资源后，我们可以开始编写程序。
首先，我们需要编写一个初始化函数，用于初始化单片机的相关寄存器和引脚设置。
然后，我们需要编写一个生成方波的函数。
方波信号是一个固定频率的矩形信号，其周期可通过设置定时器的计数值和频率来实现。
我们可以通过控制输出引脚的高低电平来生成方波信号。
接下来，我们需要编写一个生成三角波的函数。
三角波信号是一个类似于正弦波的周期信号，其产生过程可以通过一个计数器和一个增减状态位来实现。
通过控制计数器的递增和递减，我们可以得到一个周期为正弦波信号的三角波信号。
最后，我们需要在主函数中调用这些函数，以及设置相应的延时函数，来实现波形信号的输出。
在输出信号时，我们可以通过设置引脚的电平来控制波形的高低电平。
在实际的实验中，我们可以通过连接示波器来观察并验证所产生的波形信号。
根据波形的输出结果，我们可以调整相应的参数，如频率、周期等，以获得所需的波形效果。
总结起来，通过单片机实现一个简易的波形发生器是一个很有趣的课程设计项目。
通过控制单片机的计数器和引脚状态，我们可以实现方波和三角波等不同形式的周期信号输出。
这不仅有助于理解波形发生器的工作原理，还可以提升对单片机编程和硬件控制的技能。
- 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)。
摘要波形发生器又称为振荡器，它不需要输入信号的激励，电路通过正反馈，将直流电源的能量转换为各种稳定的、随时间周期性变化的交流信号的能量而输出。
即没有输入就有输出，根据输出信号波形的不同，分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。
波形发生器是一种广泛应用于电子电路、自动控制和科学实验等领域的信号源。
比如电参量的测量、雷达、通信、电子对抗与电子系统、宇航和遥控遥测技术等等。
RC 桥式正弦波振荡电路产生正弦波，正弦波频率可通过调节电阻R及电容C实现100HZ—20KHZ的变换，再通过电压跟随器输出正弦波。
正弦波通过过零比较器，整形为方波，同样经过电压跟随器输出方波。
方波通过积分运算电路，整形为三角波。
关键词正弦波发生器/过零比较器/电压跟随器/正弦波/方波/三角波目录1方案设计 (1)2 简易波形发生器原理级框图 (4)2.1 基本原理 (4)2.2 原理框图 (4)3 正弦波发生电路 (5)3.1 正弦波振荡器原理和结构 (5)3.2 产生振荡的条件 (5)3.2.1振荡平衡条件 (5)3.2.2 振荡起振条件 (6)3.3 RC选频网络 (7)3.3.1 RC桥式振荡器电路 (7)3.3.2 RC桥式振荡器的选频特性 (8)3.3.3 电压跟随器 (9)4 方波发生电路 (11)4.1 迟滞比较器 (11)4.2 方波产生原理 (12)5 三角波的产生电路 (13)5.1方波到三角波的转换原理 (13)6 简易波形发生器的设计 (15)6.1简易波形发生器的总原理 (15)6.1.1 输出波形 (15)6.1.2 频率范围 (16)6.1.3 输出电压 (16)6.1.4 显示输出波形的类型 (16)7 设计总结与心得体会 (17)致谢 (18)主要参考文献 (19)附录一：总原理电路图 (20)附录二：元件清单 (21)1方案设计方案一：利用多谐振荡器产生方波信号输出，用积分电路将方波变换成三角波输出，用折线近似法将三角波变换成正弦波输出（如图1.1.1所示）。
函数发生器框图（如图1.1.2所示）。
图 1.1.1 函数发生器框图图1.1.2多谐振荡器产生波形框图方波产生电路三角波形成电路 正弦波波形成电路频率选择控制 直流电源方案二：采用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再经过积分电路产生三角波，其电路框图如图1.1.3所示。
正弦波发生器方波三角波正弦波过零比较器积分器图1.1.3方案三：采用ICL8038单片压控函数发生器，ICL8038可同时产生正弦波、方波和三角波(如图1.1.4所示)。
改变ICL8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz ～300KHz 。
由于电路图简单，芯片高度集中，不能很好的体现学生的思路，故而不宜采用。
图1.1.4 ICL8038产生波形框图ICL8038频率选择控制综述：根据实验的原理及难易程度，课程设计的目的，我们采用方案二。
2 简易波形发生器原理级框图2.1 基本原理RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波，正弦波频率可通过调节电阻R 及电容C实现100HZ—20KHZ的变换，再通过电压跟随器输出正弦波。
正弦波通过过零比较器，整形为方波，同样经过电压跟随器输出方波。
方波通过积分运算电路，整形为三角波。
2.2 原理框图本课题采用的是正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再经过积分电路产生三角波，其电路框图如图2.1所示。
正弦波发生器方波三角波正弦波过零比较器积分器图2.13 正弦波发生电路3.1 正弦波振荡器原理和结构正弦波振荡器由一个基本放大器和一个带有选频功能的正反馈网络组成，它没有输入信号。
如果在放大电路的输入端外接一定频率、一定幅度的正弦波信号，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传播后，在反馈网络输出端，得到反馈信号.f X ，如果.f X 与.i X 在大小和相位上都一致，那么就可以除去外接信号，如图3.1所示形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
图 3.13.2 产生振荡的条件3.2.1振荡平衡条件由于输入信号为零，所以..f i XX便有...o i X A X =,...f o X F X = ..1AF =在上式中，设.a A A ϕ=∠, .f F F ϕ=∠则 ..()1a f AF AF ϕϕ=∠+=即： 1AF = ………………………………………振幅平衡条件2(0,1.2a f n n ϕϕπ+==…）…………………………相位平衡条件一个振荡器只有同时满足这两个条件，才能振荡。
3.2.2 振荡起振条件振荡器满足平衡条件时，..f i X X =输出信号幅度保持不变。
但在振荡器刚开始振荡时，信号非常微弱，如仅是..f i X X =振荡器将不能起振。
必须使每次反馈回来的信号大于原来的输入信号，即..f i X X 〉，振荡才能由弱到强建立起来。
所以振荡起振条件应为AF >1。
这样，在接通电源后，振荡电路就有可能自行起振，最后趋于平衡。
当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。
稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 A(ω)F(ω)>1 回到A(ω)F(ω)=1.3.3 RC 选频网络3.3.1 RC 桥式振荡器电路RC 桥式正弦波振荡电路，也称文氏桥振荡电路。
它可由以下四个部分组成：（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
（2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。
（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。
（4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是使输出信号幅值稳定。
说明： 本设计中选频网络与正反馈网络“合二为一”。
由于RC 桥式电桥振荡器具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用与低频振荡电路，所以本课题拟采用RC 桥式电桥振荡器产生正如图3.2所示。
C 1C 2R 4R 1R 2R 3K Ω0.01F μ0.01F μ 2.2K Ω50K ΩW R 1D 2D A 0V 15K Ω15K Ω图3.2 RC 正弦波振荡器电路其中R1、C1和R2、C2为串、并联选频网络，接于运算放大器的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。
R3、RW及R4组成负反馈网络，调节RW可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大电路的电压增益，使电压增益满足振荡的幅度条件。
为了使振荡幅度稳定，通常在放大电路的负反馈回路里加入非线性元件来自动调整负反馈放大电路的增益，从而维持输出电压幅度的稳定。
图中的两个二极管D1，D2便是稳幅元件。
当输出电压的幅度较小时，电阻R4两端的电压低，二极管D1、D2截止，负反馈系数由R3、RW及R4决定；当输出电压的幅度增加到一定程度时，二极管D1、D2在正负半周轮流工作，其动态电阻与R4并联，使负反馈系数加大，电压增益下降。
输出电压的幅度越大，二极管的动态电阻越小，电压增益也越小，输出电压的幅度保持基本稳定。
3.3.2 RC桥式振荡器的选频特性通过以下计算，可以求出RC串并联选频网络的频率特性(1)整理可得错误！未找到引用源。
(2)令错误！未找到引用源。
=1/RC,则 (3)（3）代入（2）,得出 (4)幅频特性为(5)相频特性为(6)当f=错误！未找到引用源。
时错误！未找到引用源。
＝错误！未找到引用源。
即 ,错误！未找到引用源。
又由可知当 f=错误！未找到引用源。
时错误！未找到引用源。
＝错误！未找到引用源。
所以错误！未找到引用源。
(7)（7）式表明，只要RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数等于3（即输出电压与输入电压同相，且放大倍数的数值为3）的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。
3.3.3 电压跟随器用运放接成的电压跟随器电路，主要起保护上一级不受下一级电路影响的作用。
理想运放的开环差模增益为无穷大，因而电压跟随器具有比射极输出器好得多的跟随特性。
其电路图如下：电压跟随器电路 RC桥产振荡产生波形图3.34 方波发生电路4.1 迟滞比较器迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。
为了获得图4.1的传输特性，在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈，如图4.2所示，图4.1 迟滞比较器电压传输特性图4.2 迟滞比较器由图4.2可知：上下门限电压：12H om R U U R = ， om L U R R U 21-= 将迟滞比较器输入端V i 为零就构成过零比较器。
4.2 方波产生原理方波的产生电路主要由一个过零比较器组成，前级产生的正弦波输入过零比较器，整形为相同频率的方波。
其电路图如图4.3所示。
∞－ + + u o RR 2 R 1 V iT V -T V +0V iV 0HV 0LV图4.3 方波产生器由图4.3可知 ：1202121P i R R V V V R R R R =+++ 电路翻转时：021V R R V V th i -== 即得：0=≈P N V V当输入信号为正弦波时，每过零一次，比较器的输入端将产生一次电压跳变，其、正负向幅度均受供电电源的限制。
因此，输出电压波形降为具有正负极性的方波。
5 三角波的产生电路5.1方波到三角波的转换原理方波和三角波发生器由集成运算放大器构成的方波和三角波发生ANV P V R 1R 2R 3ZV ±0V i V D器，一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。
其电路图如图5.1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R 1R 2R 3W R 10K Ω20K Ω1K Ω0.022FμC PV 01V 02V Z D ZV ±50K ΩA 1A 2NV图 5.1方波和三角波发生器电路如图5.1所示，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VO1=-Vz ，线性增加。
0212201121V R R R V R R R V P +++=当：Z V R R V 2102= 时，可得： 0)()(21122121=++-+=Z Z P V R R R R R V R R R V当VO2上升到使Vp 略高于0V 时，A1的输出翻转到VO1=+Vz 。
同样：Z V R R V 2102-= 时，当VO2下降到使Vp 略低于0时，VO1=-Vz 。