测控系统原理课程设计汇本
测控系统原理与设计课程设计任务书
测控技术与仪器专业《测控系统原理与设计》课程设计任务书淮阴工学院电子与电气工程学院2014年5月1日《测控系统原理与设计》课程设计课题：__________________________班级_______________ 学号 _________________学生姓名_________________________________专业____________________________________系别_______________ 测控系______________指导教师_______ 杨银贤李华_______________淮阴工学院电子与电气工程学院2014年5月、设计选题1、简易数字电压表的设计简易数字电压表可以测量0-5V范围内的8路输入电压值，并在4位LED数码管上轮流显示和单路选择显示。
控制系统采用AT89C52单片机，AD采用ADC0809.课题任务分配：硬件设计软件设计2、时钟计时器的设计时钟计时器要求用单片机和6位LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式进行，能整点提醒，使用按键开关可实现时、分调整，秒表/ 时钟功能转换，省电及定时设定提醒功能。
课题任务分配：键盘部分：确定键的个数、功能、以及硬件设计；编写键盘子程序。
闹铃和显示部分：硬件设计与软件设计。
3、超声波测距器的设计超声波测距器用于一些工业现场的位置控制，测量时与被测物体无直接接触课题任务分配：硬件设计包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路。
软件设计4、红外家电遥控系统利用红外接收和发射模块并结合单片机8051，来设计一个简单的红外线家电遥控系统，可以控制市电220V的家电开启和关闭。
课题任务分配：计时部分：硬件设计与软件设计；主控程序编写。
显示部分：硬件设计与软件设计。
5、DS18B20 数字温度计的设计采用智能温度传感器DS18B20做为检测元件，AT80C2051做为控制器，采用LED数码管直接显示温度值。
测控系统原理与设计课程设计
测控系统原理与设计课程设计测控系统是用于测量、监测、控制物理量的技术系统。
现在几乎所有的工业和科技领域都离不开测控系统的应用，因此测控系统成为了重要的技术专业。
本文将介绍测控系统原理与设计课程设计的内容。
一、课程设计目的和基本要求本次课程设计旨在通过对测控系统理论知识的学习和实践，让学生深入了解测控系统的工作原理、设计流程和实现方法，提高学生的综合能力和实践能力。
设计要求学生能够独立完成一个小型的测控系统方案设计，为学生将来的测控系统设计和实践奠定基础。
二、课程设计内容本次课程设计分为两部分。
第一部分为理论授课，主要包括测控系统基础、传感器与信号处理、数据采集与传输、控制策略等内容；第二部分为实践操作，学生需要完成一个小型的测控系统方案设计的实验项目。
1. 理论授课1.1 测控系统基础测控系统的定义、基本组成和发展历程。
测量误差及其来源，精度的分析与控制，测量精度的提高方法。
测控系统常用量的名称、表示方法和单位。
1.2 传感器与信号处理传感器的概念、分类、特点、参数和应用。
传感器的静态和动态特性，传感器的选择和匹配。
信号条件与调理，采集信号的处理方法，各种传感器信号的处理示例。
1.3 数据采集与传输传统数据采集系统的介绍及其优缺点。
现代数字化数据采集系统特点、结构和工作原理。
数据无损传输介质的分类和特点，传输协议和传输方式的选择。
1.4 控制策略控制系统的基本结构、类型、性能指标以及各类控制对象。
控制策略选择的依据和方法。
比例、积分和微分控制对控制系统的作用。
高级控制技术及其实际决策。
2. 实践操作学生需要完成一个小型测控系统的方案设计实验项目，具体要求如下：•选定测量对象并确定测量参数•选定传感器并进行参数匹配和电路设计•选用合适的数据采集方式并进行数据采集与传输设计•选定控制策略并设计控制程序•利用实验装置进行模拟实验并进行调试•给出实验结果并进行分析和评价三、课程设计要求1. 理论学习要求学生应认真学习课程理论知识，完成课堂作业和实验预习。
测控系统原理课程设计
摘要本系统以AT89C52为核心器件，设计一种函数信号发生器，AT89C52是一个低电压高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的课反复擦写的Flash只读存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM）。
本系统大致可分为四个模块，单片机控制模块（AT89C52），波形输出模块（DAC0832、UA741），显示模块（数码管、电阻），按键模块。
可以输出三角波、正向锯齿波、负向锯齿波和方波，波形清晰，系统采用按键输入，利用数码管显示电路输出数字显示的方案，其中：0为方波、1为正向锯齿波、2为负向锯齿波、3 为三角波。
目录第一章设计内容及要求 (2)第二章需求分析与设计思路 (2)第三章总体方案设计 (3)硬件设计 (3)硬件设计系统总体框图 (3)单片机控制系统电路 (3)波形输出模块电路 (3)显示模块 (3)按键模块 (3)软件设计 (4)第四章详细设计 (4)硬件电路原理图 (4)元件清单并说明元件选择及参数选择的依据 (5)仿真运行结果 (6)单片机片内资源分配图 (7)软件流程图 (8)程序清单及注释 (8)第五章使用说明 (9)性能和功能介绍 (9)各操作开关、按钮、指示灯、显示器等的作用介绍 (9)使用操作步骤 (9)故障处理 (9)第六章设计体会 (9)第七章参考文献 (10)附录 (10)第一章设计的内容及要求运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识，设计出一台以AT89C52为核心的函数发生器，能分别产生三角波、正向锯齿波、负向锯齿波和方波，完成输出信号的产生、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计，要求采用DAC0832 实现D/A转换，利用按键（自行定义）进行输出波形选择，同时将当前输出波形代号显示在LED上：0为方波、1为正向锯齿波、2为负向锯齿波、3 为三角波。
要求：1、设计接口电路，将这些外设构成一个简单的单片机应用系统。
《测控系统原理与设计》第2章 测控通道
图2.26（b）所示为 RS触发器消除开关 两次反跳的方法。
磁性开关一般由霍尔元件型、干簧管型等，常用于监测门窗是否打开及各种脉冲 式水表气表等。此时，需在普通转盘计数的仪表中加装霍尔元件和磁铁，即可构 成基于磁电转换技术的传感器。
（a）霍尔元件差动放大电路
同种类不同测 量点的被测信 号，就无须在 S/H与MUX之 间设置程控增 益放大器PGA， 如图2.11(a)、(c) 所示
若被测模拟信号为恒定或变化 较缓慢的信号，则无须设置采 样保持器S/H，如图2.11(a)、(b) 所示。
如果被测模拟信号 为动态信号，即 “随时间变化”， 就 必 须 在 MUX 与 A/D 转 换 器 之 间 设 置 S/H ， 如 图 2.11(c)、(d)所示
（b）霍尔元件与单片机接口
图(a)中若有磁场作用，则霍尔元件会输出120mV电压信号，经过约40倍的差动放
大器放大整形后，在V0上输出高电平；否则输出低电平。霍尔元件和运放电路一
起，构成了开关型霍尔传感器，将这个信号输送到单片机的I/O口或外部中断引
脚，即可实现霍尔检测开关控制。
图(b)中霍尔传感器在5V电压的作用下，外加一个磁场会在霍尔传感器的3端输出 一个电平信号。当开关型霍尔传感器在固定电平的作用下，若外加一个固定的磁 场，则一个金属类物体接近或通过时，会改变磁场对传感器的作用，随之改变它 的输出电平。
开关量输出通道主要由锁存器、输出驱动器和地址译码器等 电路组成。开关量输出通道方框图如图2.32所示。
图2.32 开关量输出通道结构
开关量输出电路常常控制着动力设备的启停，如果设备的启停负荷不太大，而且 启停操作的响应速度也要求不高，则适合于采用继电器隔离的开关量输出电路。 由于继电器线圈需要一定的电流才能动作，所以，必须在微机的输出I/O口与继 电器线圈之间接7406或75452P等驱动器。继电器线圈是电感性负载，当电路开断 时，会出现电感性浪涌电压。所以，在继电器两端要并联一个泄流二极管以保护 驱动器不被浪涌电压所损坏，如图2.33所示。
测控原理课程设计
测控原理课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习测控原理，使学生掌握测控系统的基本概念、基本原理和基本方法，培养学生分析和解决测控系统实际问题的能力。
具体教学目标如下：1.知识目标：（1）了解测控系统的组成、分类和特点；（2）掌握测控系统的建模、仿真和分析方法；（3）熟悉常用传感器、执行器和控制器的原理与应用；（4）理解测控系统的误差、不确定性和可靠性分析。
2.技能目标：（1）能够运用测控原理解决实际工程问题；（2）具备初步的测控系统设计和调试能力；（3）熟练使用相关仪器仪表和软件工具。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对测控技术的兴趣和好奇心；（2）树立学生对科学研究的信心和责任感；（3）培养学生的团队合作意识和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.测控系统的基本概念：测控系统的定义、功能、分类和应用领域；2.测控系统的组成要素：传感器、执行器、控制器及其相互作用；3.测控系统的建模与仿真：系统建模方法、仿真技术和应用实例；4.测控系统的分析方法：稳定性分析、动态特性分析和性能指标评估；5.常用测控元件：传感器、执行器和控制器的原理、结构和工作原理；6.测控系统的误差与不确定性分析：误差来源、减小误差的方法和不确定性分析；7.测控系统的设计与调试：系统设计原则、调试方法和实用技巧。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握测控原理的基本概念和基本方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解测控系统的设计和应用；3.实验法：通过动手实验，使学生熟悉测控系统的硬件设备和软件工具；4.讨论法：通过分组讨论，培养学生团队合作意识和创新精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内知名出版社出版的《测控原理》教材；2.参考书：提供相关领域的经典教材和论文，供学生自主学习；3.多媒体资料：制作PPT、视频等教学课件，丰富教学手段；4.实验设备：配备相关的硬件设备，为学生提供动手实践的机会。
测控系统原理与设计 第1章 电源设计PPT课件
2020/11/28
NPN调整管
电源设计
2020年11月28日 23
低电压差调整电源（LDO技术）
从输出电压取得基射电压，调整管电压差 较低，最小0.6V；
PNP调整管
2020/11/28
最低压差 小于0.6V
电源设计
电源共性：都有一个闭环负反馈， 用于稳定输出电压
串联Hale Waihona Puke 线性电源2020/11/28
电源设计
2020年11月28日 19
串联式线性电源特点：
电压调整单元与负载串联，电压调整单元 采用有源器件；
调整单元工作在线性模式，处于“部分导 通”状态（相当于可变电阻）；
负反馈的核心是高增益运算放大器；
比并联式线性电源效率高；
2020/11/28
电源设计
2020年11月28日 9
三种常用的电源技术
线性电源
脉宽调制
PWM 开关电源
谐振开关 电源
三种技术各有特点，采用何种方式需要综合考虑
2020/11/28
电源设计
三种电源技术的比较
2020年11月28日 10
2020/11/28
电源设计
2020年11月28日 11
1-1-4 电源系统的设计指标
2020/11/28
电源设计
2020年11月28日 15
2020/11/28
电源设计
2020年11月28日 16
1-1-5 模块化的电源设计方法
为产品选择一个合 适的技术和拓扑
实验，实验，再试验
根据设计指标和 要求完成黑箱估计
确认结构设计以及PCB板
测控课程设计
测控课程设计一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面：1.知识目标：使学生掌握测控技术的基本原理和应用，理解相关的概念和公式，熟悉测控系统的组成和操作。
2.技能目标：培养学生运用测控技术解决实际问题的能力，能够进行简单的测控系统设计和调试。
3.情感态度价值观目标：培养学生对测控技术的兴趣和好奇心，提高学生对科学研究的热情和责任感。
在制定教学目标时，需要分析课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，并将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.测控技术的基本原理和概念，包括测量、控制、信号处理等方面的知识。
2.测控系统的组成和操作，包括传感器、执行器、控制器等部件的作用和连接方式。
3.测控技术的应用案例，包括工业自动化、机器人、智能交通等方面的实例。
教学大纲将按照上述内容进行安排和进度，确保教学内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了达到教学目标，本章节将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握测控技术的基本原理和概念。
2.讨论法：通过学生之间的讨论，深入理解测控系统的组成和操作。
3.案例分析法：通过分析测控技术的应用案例，了解测控技术在实际中的应用。
4.实验法：通过动手实验，培养学生运用测控技术解决实际问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用合适的测控技术教材，为学生提供系统性的知识学习。
2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，为学生提供直观的学习体验。
4.实验设备：准备相关的实验设备，为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估教学评估是检验学生学习成果和提高教学质量的重要手段。
本章节的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和积极性。
测控系统技术课程设计
测控系统技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解测控系统的基本原理，掌握测控系统组成及各部分功能。
2. 使学生掌握测控系统中常用的传感器工作原理及其选用方法。
3. 帮助学生了解数据采集、处理和传输的基本方法，以及测控系统的抗干扰技术。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识分析和解决实际测控系统问题的能力。
2. 提高学生动手操作和调试测控系统的技能，具备基本的故障排查和维修能力。
3. 培养学生使用相关软件和工具对测控系统进行设计和仿真。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，积极探索，严谨求实的科学态度。
2. 增强学生的团队协作意识，培养沟通与交流的能力。
3. 让学生认识到测控技术在国家经济建设和国防事业中的重要性，激发学生的爱国情怀和责任感。
课程性质分析：本课程为专业技术课程，旨在帮助学生掌握测控系统的基本知识和技能，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生已具备一定的电子技术基础和计算机编程能力，对实际操作和新技术具有浓厚的兴趣。
教学要求：1. 结合实际案例进行教学，提高学生的实践能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考，培养创新意识。
3. 强化课堂互动，关注学生的个体差异，提高教学效果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 测控系统概述：介绍测控系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势，使学生了解测控技术的重要性。
2. 测控系统组成：详细讲解测控系统的各个组成部分，包括传感器、数据采集、信号处理、执行器等，分析各部分的功能和相互关系。
3. 传感器及其应用：学习各种类型传感器的原理、特点和应用，如温度传感器、压力传感器、流量传感器等，并了解传感器选型原则。
4. 数据采集与处理：学习数据采集的基本原理、方法和技术，包括模拟信号调理、模数转换、数字信号处理等。
5. 抗干扰技术：介绍测控系统抗干扰的常用方法，如滤波技术、屏蔽技术、接地技术等，提高系统的稳定性和可靠性。
测控系统课程设计
测控系统课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习测控系统的基本概念、原理和方法，使学生掌握测控系统的基本组成、工作原理和设计方法，具备分析和解决测控系统实际问题的能力。
具体教学目标如下：1.掌握测控系统的定义、分类和基本组成；2.理解测控系统的工作原理和设计方法；3.熟悉常用的测控系统传感器、执行器和控制器。
4.能够分析测控系统的性能指标和稳定性；5.能够运用测控系统的设计方法，完成简单的测控系统设计；6.具备使用测控系统相关软件和实验设备的能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神；2.使学生认识到测控系统在工程实际中的重要性；3.激发学生对测控系统学习的兴趣和热情。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括测控系统的基本概念、原理和方法。
具体教学内容如下：1.测控系统的基本概念：介绍测控系统的定义、分类和基本组成，使学生了解测控系统的基本框架。
2.测控系统的工作原理：讲解测控系统的工作原理，包括信号检测、信号处理、控制算法等，使学生掌握测控系统的工作流程。
3.测控系统的设计方法：介绍测控系统的设计方法，包括系统建模、系统分析、系统设计等，培养学生具备测控系统设计的能力。
4.常用测控系统传感器、执行器和控制器：介绍常用的测控系统传感器、执行器和控制器，使学生了解其在测控系统中的应用。
5.测控系统的性能指标和稳定性分析：讲解测控系统的性能指标和稳定性分析方法，培养学生分析测控系统性能的能力。
6.测控系统相关软件和实验设备的使用：介绍测控系统相关软件和实验设备的使用方法，提高学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行授课，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解测控系统的基本概念、原理和方法，使学生掌握测控系统的基本知识。
2.讨论法：学生进行课堂讨论，分享学习心得，提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解测控系统的应用和设计方法。
测控系统原理与设计课程设计--智能排气扇
测控系统原理与设计课程设计--智能排气扇安徽工业大学工商学院课程设计说明书课程设计名称：测控系统原理与设计课程设计题目：智能排气扇学院名称：工商学院专业：测控技术与仪器班级：1041班姓名（学号）葛敬兵柏华乐都勇评分：教师：郭华2014年1月6日测控系统原理与设计课程设计任务书20 13 －20 14 学年第1 学期智能排气扇设计摘要：本智能排气扇以STC12C5A60S2为核心控制单元，。
采用抗干扰能力强，温湿度传感器DHT11感知浴室温度，结合烟雾传感器MQ-2感知浴室内的有毒气体并达到报警提示的目的，通过流量传感器来反应水流，通过光电传感器来测试转速。
系统通过LED显示了温度、湿度，等实时信息反馈给使用者。
使用者通过单片机上键盘实现排气扇的显示控制。
目录1前言 (5)2.1 试验任务 (6)2.1总体系统设计 (6)2.2微控制器方案 (7)3 单元模块设计 (8)3.1单片机最小系统设计 (8)3.2MQ-2烟雾传感器 (11)3.3DHT11湿度传感器 (12)3.4总体电路布线 (12)3.5模块连接图 (14)3.6流程图 (16)4调试与仿真 (17)5系统功能及参数 (18)6设计总结 (19)7 附录附录(一)................参考文献 (20)附录(二).................实物硬件电路. (20)附录(三)................源代码.. (30)1前言随着经济的发展，智能化渐渐步入普通百姓的家。
现在市场上的各类智能化产品可谓层出不穷，最常见的有智能电饭煲，智能电冰箱和智能洗衣机等。
所谓的智能化，其目的在于增加人与机器的互动，降低功耗，提升效率，尽量达到以人为本的目的。
而本小组的作品—“智能排气扇”，就是遵循上述目的设计的。
对于装有热水器的家庭来说，排气扇可谓必不可少的家电，然而它又却常常被人们所忽略而缺少维护。
一把积满灰尘，随时都有可能罢工的排气扇，成了浴室的隐患。
测控软件课程设计书
测控软件课程设计书一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握测控软件的基本原理、设计和应用能力。
通过本课程的学习，学生应能理解测控软件的基本概念，掌握测控软件的设计方法和流程，具备实际应用能力。
知识目标：使学生掌握测控软件的基本原理、设计和应用。
技能目标：使学生能够独立完成测控软件的设计和应用，具备解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：培养学生对测控软件事业的热爱和责任感，使其认识到测控软件在现代社会中的重要性。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括测控软件的基本原理、设计和应用。
1.测控软件的基本原理：包括测控软件的定义、分类和功能，测控软件的体系结构，测控软件的运行机制等。
2.测控软件的设计：包括测控软件的需求分析、系统设计、编码、测试和维护等。
3.测控软件的应用：包括测控软件在工业、农业、医疗等领域的应用案例。
三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握测控软件的基本原理和设计方法。
2.讨论法：通过分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解测控软件在实际应用中的原理和作用。
4.实验法：通过动手实验，使学生掌握测控软件的实际应用和操作技巧。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生深入理解测控软件的相关知识。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保学生能够充分动手实践，提高实际操作能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用多种评估方式，包括平时表现、作业和考试等。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况，了解学生的学习态度和理解程度。
第一章 绪论 测控系统原理与设计 教学课件
§1.1测控仪器和系统的地位与作用
一、测控系统的地位
“测量”和“控制”是人类认识世界和改造世 界两项基本任务，而测控仪器或系统则是人类实 现这两项任务工具和手段。 二、测控仪器或系统的类型 测试系统、控制系统、测控系统
1.2测控系统微机化的重要意义
一、测控仪表或系统的发展历史 二、测控系统微机化的优点 计算机测控系统的新特点和新功能： (1)自动对零功能 (2)量程自动切换功能 (3)多点快速测控功能 (4)数字滤波功能 (5)自动修正误差功能 (6)数据处理功能 (7)复杂控制功能 (8)多媒体功能 (9)通信或网络功能 (10)自我诊断功能
1.3.2微机化控制系统
微机化控制系统是以微机为核心，单纯以程序控 制为目的的系统，其组成框图如图1-3-2所示。 它实质上是一种开环控制系统
图1-3-2微机化控制系统框图
1.3.3微机化测控系统
微机化测控仪器是以微机为核心、测控一体化的 系统，这种系统对被控对象的控制是依据对被控 对象的测量结果决定的。因此，它实质上是一种 闭环控制系统，其基本组成框图如图1-3-3所示。
主要由三部分构成： ①测控通道，包括输入通道和输出通道 ②人机接口 ③通讯接口
测控通道
图1-3-3微机化测控系统框图
- 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
本系统以AT89C52为核心器件，设计一种函数信号发生器，AT89C52是一个低电压高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的课反复擦写的Flash只读存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。
本系统大致可分为四个模块，单片机控制模块（AT89C52），波形输出模块（DAC0832、UA741），显示模块（数码管、电阻），按键模块。
可以输出三角波、正向锯齿波、负向锯齿波和方波，波形清晰，系统采用按键输入，利用数码管显示电路输出数字显示的方案，其中：0为方波、1为正向锯齿波、2为负向锯齿波、3 为三角波。
目录
第一章设计容及要求 (2)
第二章需求分析与设计思路 (2)
第三章总体方案设计 (3)
3.1硬件设计 (3)
3.1.1 硬件设计系统总体框图 (3)
3.1.2单片机控制系统电路 (3)
3.1.3波形输出模块电路 (3)
3.1.4显示模块 (3)
3.1.5按键模块 (3)
3.2软件设计 (4)
第四章详细设计 (4)
4.1硬件电路原理图 (4)
4.2元件清单并说明元件选择及参数选择的依据 (5)
4.3仿真运行结果 (6)
4.4 单片机片资源分配图 (7)
4.5 软件流程图 (8)
4.6程序清单及注释 (8)
第五章使用说明 (9)
5.1性能和功能介绍 (9)
5.2各操作开关、按钮、指示灯、显示器等的作用介绍 (9)
5.3使用操作步骤 (9)
5.4故障处理 (9)
第六章设计体会 (9)
第七章参考文献 (10)
附录 (10)
第一章设计的容及要求
运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识，设计出一台以AT89C52为核心的函数发生器，能分别产生三角波、正向锯齿波、负向锯齿波和方波，完成输出信号的产生、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计，要求采用DAC0832 实现D/A转换，利用按键（自行定义）进行输出波形选择，同时将当前输出波形代号显示在LED上：0为方波、1为正向锯齿波、2为负向锯齿波、3 为三角波。
要求：
1、设计接口电路，将这些外设构成一个简单的单片机应用系统。
2、函数发生器要求如下：
1）1位数码显示
2）输出信号：0~5V。
3）按键切换输出波形。
第二章需求分析与设计思路
本次设计要求设计一台以AT89C52为核心函数信号发生器，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和转换，系统采用按键输入，利用数码管显示电路输出数字显示的方案。
故将设计分解为四个模块，单片机控制模块（AT89C52），数模转换放大（DAC0832、UA741），显示模块（数码管、电阻），按键模块。
波形的产生是通过AT89C52 执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。
在AT89C52的P1口接4个按扭,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率，另有P1.4口管脚接七段数码管芯片，以驱动数码管显示电压幅值和频率，每种波形对应一个按钮。
其中单片机控制电路主要是形成扫描码，键值识别、键处理、参数设置；形成显示段码；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。
显示电路则驱动1位七段数码管显示，扫描按钮。
波形转换电路将波形样值的编码转换成模拟值，完成单极性的波形输出。
单片机向0832发送数字编码，产生不同的输出。
先利用采样定理对各波形进行抽样，然后把各采样值进行编码，的到的数字量存入各个波形表，执行程序时通过查表方法依次取出，经过D/A转换后输出就可以得到波形。
利用按键进行输出波形选择，同时将当前输出波形代号显示在LED上：0为方波、1为正向锯齿波、2为负向锯齿波、3 为三角波。
第三章总体方案设计
3.1硬件设计
3.1.1系统硬件总体框图如下：
3.1.2单片机控制系统电路
AT89C52是片有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单、可靠。
其主要功能是形成扫描码，键值识别、键处理、参数设置；形成显示段码；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。
3.1.3波形输出模块电路
由于单片机采用编程方法产生四种波形、通过D/A转换模块DAC0832转换成模拟量在经过UA741进行放大之后输出。
DAC0832芯片是一种具有两个输入数据寄存器的8位DAC，它能直接与MCS51单片机接口。
目前生产的DAC芯片分为两类，一类芯片部设子有数据寄存器，不需要外加电路就可以直接与微型计算机接口。
另一类芯片部没有数据寄存器，输出信号随数据输入线的状态变化而变化，必须通过并口接口与微型计算机接口。
DAC0832是具有20条引线的双列直插式CMOS 器件，它部具有两级数据寄存器，完成8位电流D/A转换，故不需外加电路。
单片机向0832发送数字编码，产生不同的输出。
先利用采样定理对各波形进行抽样，然后把各采样值进行编码。
3.1.4显示模块
功能：驱动LED，数码管显示数。
数码管为共阴极，没有译码器再加上单片机电流不是很大，我们不接电阻让数码管最亮。
3.1.5按键模块
需要选择四种波，所以选用四个按键。
选用独立式键盘连接方式，各按键相互独立，每个按键的“接零端”均接地，每个按键的“测试端”分别接入AT89C51的一根输入线，即P1.0接方波输入，P1.1接正向锯齿波，P1.2接负向锯齿波，P1.3接三角波。
3.2软件设计
软件由主程序和产生波形的子程序组成，主要是产生各种波形的子程序的编程，通过编程可得到各种波形。
周期的改变可采用插入延时子程序的方法来实现。
并且，我们要选中DAC0832,对它进行清零。
利用按键来控制来控制不同波形的输出。
软件结构框图如下
第四章详细设计
4．1硬件电路原理图
①硬件电路原理图如下所示
. ②连线步骤：
(1) 将AT89C52的P1.0—P1.3口分别于四个控制不同波形输出的开关相连。
(2)把D/A区0832片选CS信号线与XFER接至P2.7。
(3)P3.0—P3.5与七段数码管相连
(4)将D/A区WR插孔连到CPU的WR。
(5)将电位器W2的输出Vref连到D/A区的Vref上，电位器W2的输入VIN连到+12V
插孔，调节W2使Vref为+5V。
(6) 用8芯排线将D/A区D0—D7与BUS2区XD0 -- XD7相连。
(7) 将0832的IOUT1与示波器的探头相连另一极接地。
（8）运算放大器U3的输出端VOUT直接反馈到Rfb端，产生单极性的模拟输出电压。
4．2元件清单并说明元件选择及参数选择的依据
（1）元件清单如下所示：
AT89C52 1片BUTTON 4个
7SEG-COM-CAT-GRN 1个POT 1个DAC0832 1片RES 1个
UA741 1个OSCILLOSCOPE 1个
（2）参数选择的依据：
该函数发生器采用AT89C52单片机作为控制核心，外围采用模拟/数字转换电路（DAC0832）、运放电路（UA741）,按键和LED显示电路。
其价格低、性能好、操作方便、体积小等优点。
由于采用了UA741运算放大器，使其电路更加具有较高的稳定性、性能比高。
此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。
4．3仿真运行结果
①数码管显示为0时输出方波
②数码管显示为1时输出正向锯齿波
③数码管显示为2时输出负向锯齿波。