可变输出频率方波发生器设计
基于STC15单片机的频率计及方波发生器设计
课程设计论文课题：基于STC15单片机的频率计及方波发生器设计目录基于STC15单片机的频率计及方波发生器设计一、设计要求 (2)一）基础部分 (2)二) 发挥部分 (3)二、课程设计的意义与目的 (3)三、方案设计 (4)单片机数字频率计与可调方波发生器程序设计流程图 (4)四、硬件设计原理图： (6)五、硬件设计实物图： (6)六、程序框架： (7)七、功能说明： (7)八、测量： (8)低频测量： (8)高频测量： (8)九、误差分析： (9)第一次误差分析： (9)第二次误差分析： (9)十：实现功能情况表： (10)十一、心得与体会 (11)十二、参考资料 (11)十三、附录： (11)Main主函数: (11)按键扫描函数 (11)数码管显示相关函数: (12)PWM发生器函数: (13)频率计测量功能相关函数: (19)延时函数: (25)基于STC15单片机的频率计及方波发生器设计一、设计要求一）基础部分1. 数字频率计设计要求：1）被测信号为正弦波或方波，频率范围为1Hz～5MHz；2）测量相对误差的绝对值不大于百分之一；3）门限电压2V-5V；4）测量数据刷新时间不大于2s，测量结果稳定。
2. 方波发生器设计要求：1）方波发生器可以分为低频和高频2个端口产生，频率范围1Hz-6MHz；2）通过不同按键实现频率的粗调和微调。
二) 发挥部分1. 频率计范围为大于5MHz；2. 测量相对误差的绝对值不大于千分之一；3. 增加脉冲信号占空比的测量功能。
二、课程设计的意义与目的1.在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。
2.在通信技术中，波形的发生和频率的控制是最基本的要求，也是通信技术的基础，因此设计波形的发生与控制器就显得尤为重要。
3.单片机数字频率计与可调方波发生器，具有可靠性高、体积小、价格低、功能全，广泛应用与各种职能仪器中，能使在测量过程的控制中达到自动化，省掉很多繁琐的人工操作，同时也提高了测试精度。
可变占空比方波发生器的设计与应用
摘要方波发生器在我们的学习生活中具有广泛的应用。
在实验室中我们经常将方波作为信号源应用到各种电路中，同样在生活中，一些电子、电气设备的控制模块也需要方波，因此对于方波的产生与控制的研究具有现实意义。
本文研究了可变占空比方波发生器的电路原理及组成结构，利用Multisim仿真工具进行电子电路的设计和仿真分析，并利用最终的设计方案进行简单应用分析。
主要采用模拟电路、数字电路以及数模结合的方式进行设计，其中模拟电路主要是利用迟滞电压比较器，数字电路主要是利用555定时器。
另外对于所设计电路产生方波信号占空比的改变，主要是通过控制电路中电阻R参数来相应进行调节。
最终设计出集成运放电路方波发生器、555定时器方波发生器、555定时器+集成运放方波发生器三种设计方案。
综合比较三种方案的优缺点，最终确定555定时器+集成运放方波发生器最为合适进行应用，并设计出LED灯光控制器、四相激励电机电路调速控制器、断线报警器等应用。
关键词：Multisim，方波发生器，占空比，迟滞电压比较器，555定时器ABSTRACTSquare wave generator has widely used in our study and life. In the lab, we often make square wave as signal source that is applied to various circuits. Meanwhile, some of the electrical and electronic equipment control module also need the square wave signal in our life. So, the research on the engendering and controlling of square wave has practical significance. This paper discusses the circuit’s principle and structure about the square wave generator of variable duty cycle, and the Multisim simulation tools is used to design electronic circuit and analyze simulation experiment result. Besides, the final design is used to make some simple application analysis. The paper mainly adopts artificial circuit, digital circuit and digilogue circuit. Artificial circuits mainly use the hysteresis voltage comparator, and the digital circuit mainly use the 555 timer. In addition, the circuit of design generates a square wave signal whose duty cycle is adjusted by the parameter of resistance R. Finally, I design three kinds of plans which comprise the square wave generator of integrated operational amplifier , the square wave generator of 555 timer and the square wave generator of integrated operational amplifier + 555 timer. Comparing the advantages and disadvantages of three kinds of solutions, I choose a design that is the square wave generator of integrated operational amplifier + 555 timer to make some applications. Finally, I design three applications which comprise LED lights controller, four-phases speed of motor controller and wire break alarm.Key words:Multisim, square wave generator, duty cycle, the hysteresis voltage comparator, 555 timer目录1绪论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1 课题的背景 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.2 课题研究的现状与意义 ----------------------------------------------------------------------------------- 11.3 课题研究的内容与难点 ----------------------------------------------------------------------------------- 12 Multisim 软件的介绍----------------------------------------------------------------------------------------- 32.1 Multisim简介------------------------------------------------------------------------------------------------- 32.2 Multisim 软件发展----------------------------------------------------------------------------------------- 32.3 Multisim 软件特点----------------------------------------------------------------------------------------- 32.4 Multisim 软件的电路设计应用----------------------------------------------------------------------- 42.5 Multisim 软件的教学应用 ------------------------------------------------------------------------------ 52.6 Multisim 电路仿真步骤---------------------------------------------------------------------------------- 63 电路方案的设计 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 73.1 集成运放电路方波发生器-------------------------------------------------------------------------------- 73.2 555定时器方波发生器 ------------------------------------------------------------------------------------ 93.3 555定时器+集成运放方波发生器 ------------------------------------------------------------------ 124 可变占空比方波发生器的仿真设计---------------------------------------------------------------- 144.1 集成运放电路方波发生器的仿真设计------------------------------------------------------------ 144.2 555定时器方波发生器的仿真设计 ---------------------------------------------------------------- 174.3 555定时器+集成运放方波发生器的仿真设计 ------------------------------------------------ 195 可变占空比方波发生器的应用 ------------------------------------------------------------------------ 235.1 应用一：LED灯光控制器------------------------------------------------------------------------------- 235.2 应用二：四相激励电机电路调速控制器 -------------------------------------------------------- 235.3 应用三：断线报警器------------------------------------------------------------------------------------- 266 结论 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 28 致谢 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 291绪论1.1 课题的背景方波作为一种信号源，在我们的日常生活中经常用到。
频率可调的快速方波电脉冲发生器-
本科毕业论文（设计）题目:频率可调的快速方波电脉冲发生器姓名:专业: 测控技术与仪器学院: 光电工程学院学号:指导教师:职称：2012年 4 月15 日摘要 (4)一、前言 (4)二、设计应用与指标 (5)三、总体结构 (6)四、各模块电路分析 (6)（一）内触发振荡电路 (7)（二）手动按键触发 (8)（三）触发方式选择电路 (8)（四）单稳态多谐振荡器 (9)(五)快速触发信号产生电路 (10)（六）可调延迟线（七）方波成形电路（八）低压稳压电源电路（九）高压稳压电源电路五、全文总结和建议 (17)（一）总结 (17)（二）给实际研究方案的建议 (17)致谢 (17)参考文献 (17)Abstract (18)本文对基于绝缘薄膜开关的方波脉冲发生器的设计及整体结构作了较详细的介绍, 并分析了方波发生器放电回路杂散参数对方波前沿的影响。
整机可产生幅值115~ 8kV、前沿小于115ns、脉宽40ns 的方波脉冲。
关键词:薄膜开关; 高电压; 方波发生器一、前言脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。
最常见的脉冲波是矩形波（也就是方波）。
脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。
所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,1。
脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，如果用水流形容，直流就是把龙头一直开着淌水，脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。
你把手电打开灯亮，这是直流，你不停的开关灯亮、熄，就形成了脉冲，开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。
二、设计应用与指标随着科学技术的发展, 在许多科学研究领域和军事技术中, 脉冲前沿在纳秒一级的脉冲技术得到广泛应用, 如核物理和电子导弹的研究及电磁脉冲的测量等, 这就需要对脉冲进行准确测量。
可变输出频率方波发生器设计
可变输出频率方波发生器设计简介：可变输出频率方波发生器是一种电子设备，用于产生可调节频率的方波信号。
方波信号具有频率高、富含谐波的特点，在电路测试、音频处理和通信系统等领域应用广泛。
本文将介绍一种基于555定时器和可变频率控制电路的可变输出频率方波发生器设计。
设计要求：1.可调节的频率范围为1Hz到1MHz；2.方波占空比为50%；3.电源电压范围为5V到15V。
设计思路：本次设计采用了555定时器作为主要的频率控制器，结合可变频率控制电路实现频率范围的可调节。
为了确保方波的占空比为50%，采用了两级触发器和RC组合电路实现。
电路设计：1.555定时器电路：555定时器的引脚布局如下：-引脚1(GND)：接地；-引脚4(RESET)：悬空或接高电平；-引脚5(CONT)：悬空或接高电平；-引脚8(VCC)：接电源正电压；-引脚2(TRIGGER)：通过一个电阻和电容连接到电源正电压；-引脚3(OUT)：方波输出。
2.可变频率控制电路：可变频率控制电路由电位器和电容构成。
电位器的输出通过一个电容进行滤波产生可变的频率控制信号。
通过调节电位器，可以实现方波的频率范围调节。
3.触发器和RC组合电路：为了实现方波的占空比为50%的要求，采用了两级触发器和RC组合电路。
具体电路连接如下：-引脚6(THRES)和引脚2(TRIGGER)直接连接；-R1和C1构成RC组合电路与引脚2(TRIGGER)直接连接；-输出端连接到一个触发器的输入端，该触发器的输出再连接到另一个触发器的输入端，其中一个触发器的输出为方波信号的输出。
工程实现：将以上设计所述的电路连接完成后，检查电路连接是否正确。
接着将电源线连接到电源正负极，给电路供电。
通过调节电位器，可以实现方波的频率范围调节。
使用示波器或频率计检查输出频率是否在要求范围内，并测量方波占空比是否为50%。
注意事项：1.在设计过程中要注意电路的布局和排线，避免引起干扰或短路等问题；2.确保电源电压符合电路的要求，过高或过低的电压都可能影响电路的工作；3.调节电位器时，脆弱的部件（如电容器）要小心操作，避免损坏。
方波发生器电路
课程设计任务书专业自动化班级二班姓名设计起止日期2013.6.24——2012.6.28设计题目：方波发生器电路设计任务（主要技术参数）：设计一个方波发生电路主要技术参数1)频率：100——1000Hz连续可调2)幅度：≥2V指导教师评语：成绩：签字：年月日图（1）方波发生电路原理框图沈阳大学课程设计说明书N O.3图（2）方波发生电路图2.3 工作原理设某一时刻输出电压uO=+UZ，则同相输入端电位沈阳大学课程设计说明书N O.4通过正反馈，使输出很快变为高电平或低电平。
图(4) 输出电压Uo波形而方波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为RC，而且充电的总课程设计说明书N O.5图（5）仿真原理图沈阳大学图（6）仿真波形由图可知方波的幅度>2V，波形无明显失真满足课设的幅值条件。
沈阳沈 阳 大 学图（7） 频率调节仿真图由公式：)21ln(2213R R C R T +=则振荡频率:由于频率的范围是100Hz≤f≤1000Hz当f=100Hz 时，代入公式的R≈3kΩ,KeyA=100%,对比频率仿真结果知f=122.792Hz,接近100Hz 。
当f=1000Hz 时，代入公式的 R≈300Ω,KeyA=5%,对比频率仿真结果知f=815.68Hz,接近1000Hz 。
由仿真结果知方波形连续可调频率范围基本符合在100Hz 至1000Hz 之间满足课设的要求。
3.误差分析：理论参数与Multisim 11仿真分析及应用电路测试结果略有不同，主要是由于电路中二极管的动态电阻以及稳压二极管的正向导通电压引起的误差，所以使频率达不到1000HZ 。
)21ln(21132R R RC Tf +==。
频率可调的方波信号发生器
由32号、17号、27号制作
目录目录目录
一、课程设计总体流程 二、课程设计目的
三、硬件设计
四、软件设计
五、总结
设计的总体流程及
设计的目的和功能
设计目的：设计一种频率范围限定且使蜂鸣器 产生不同频率的声音，方波信号可通过 示波器显示出来，用Proteus仿真软件来 模拟显示方波。
三、硬件设计
3.1最小系统电路图设计
最小系统包括复位电路和晶振发生电路如图：
三、硬件设计
3.2按键电路设计
按键电路采用独立键盘设计如图：
三、硬件设计
3.3 蜂鸣器电路设计
三、硬件设计
3.4数码管驱动显示电路 采用四位数码管，故需要驱动电路，这里用mc74h573 芯片来驱动，具体电路设计如图
取反输出方波
第三次按下，设 初值2khz
……
第十次按下， 设初值6khz
四、软件设计
4.2按键检测流程图
四、软件设计
4.3数码管显示流程图
五、总结
经过制作设计的这段时间的努力终于将本设计方案要求基 本实现。由于时间、水平和经验有限，设计的作品还存在着
一些的不足之处。
对于这次设计来说既是一次机遇，又是一次挑战。在这次 的设计过程中，本人学到了很多东西，通过自己的实践，增 强了动手能力。通过实际工程的设计也使我了解到书本知识 和实际应用的差别。在实际应用中遇到很多的问题，这都需
要我对问题进行具体的分析，并一步一步地去解决它。
四、软件设计
4.1软件设计基本思想及程序框图
软件设计基本思想： 2个按键开关次数判断，1个七段四位数码管的动态显示，方波发生器方波 的输出（仿真调试），蜂鸣器放映方波频率改变
方波发生器设计
方波发生器设计
• 方案介绍 • 微处理器模块AT89S52，频率与占空比信息显示 模块，2×4矩阵键盘模块，74LS164移位寄存器 显示驱动模块。本设计中用到两个定时器，定时 器0和定时器1，其中定时器0工作在定时方式 下， 决定方波的频率；定时器1同样工作在定时 方式下，用于设定占空比。用LED显示器来显示 频率与占空比，键盘的操作是通过外中断与单片 机共同来控制的，键盘操作来完成按要求对频率 与占空比进行调节
方波发9S52
键盘 LED 显 示
图1 方波发生器原理框图
方波发生器设计
方波发生器工作原理与功能： 简单的流程为：主程序扫描键盘， 将设置信息输入，处理后，输出到 LED显示器显示。
方波发生器
• • • • 1、设计内容 本课程设计是设计一个方波发生器，用4位数码管显示方波的频率。 2、设计的基本要求 频率可调，用一个变阻器来调整波形的频率，频率调节范围为 20Hz~2000Hz； • 占空比可调，采用两个按键来实现增加、减小波形的占空比作用，占 空比调节步长为1%，即每按键一次，占空比增加或减少1%。占空比 用另外两位数码管显示。 • 系统上电时频率依变阻器的阻值设定，占空比设定为50%。 • 而我们在此设计的方波发生器与要求要设计的有点区别，所设计的频 率调节范围为1Hz~15000Hz，以调节变阻器的阻值来实现频率的调 节相对来说要麻烦些。因此，频率也使用按键来进行调节，不同的频 率及占空比可以使用不同的按键来实现，而以键盘扫描来实现各键的 不同功能；显示部分可以使用ZLG7290芯片及数码管来实现。由此即 可构成一个最小单片机应用系统。
【精品】频率可调方波发生器
频率可调的方波发生器及频率显示器设计学院：电子信息工程学院专业：通信工程指导老师：学生姓名：学号：目录1.引言.............................................. 错误!未指定书签。
2.电路元件结构及工作原理............................ 错误!未指定书签。
2.1555定时器.................................... 错误!未指定书签。
2.274ls160同步计数器............................ 错误!未指定书签。
2.374ls1754位寄存器............................. 错误!未指定书签。
3.电路工作原理仿真.................................. 错误!未指定书签。
3.1频率可调555方波发生器................................................错误!未指定书签。
3.2频率计数器........................................................................错误!未指定书签。
3.3可显示频率的方波发生器................................................错误!未指定书签。
4.电路的测试结果误差分析..........................................................错误!未指定书签。
5.其它类型的方波发生器..............................................................错误!未指定书签。
6.课程设计设计总结......................................................................错误!未指定书签。
怎么设计出一个输出10M~100MHZ幅值1000伏的方波信号发生器
怎么设计出一个输出10M~100MHZ幅值1000伏的方波信号发生器可以分为两部分：（1）设计出一个输出10M~100MHZ方波信号；（2）将方波信号幅值增大至1000V。
设计出一个输出10M~100MHZ方波信号频率为10M~100MHZ的方波信号，那么它的周期为T=1/f，则周期在10ns~100ns之间。
可以看出频率是非常高的，属于高频的范畴，高频电路设计还是相当有难度的，很多器件在高频电路当中无法使用。
比如555定时器，这是输出方波最常用的芯片，设计信号发生器时，很多人会想起555定时器。
但是对于输出10M~100MHZ方波信号，555定时器是根本实现不了的，555定时器的最大输出频率大约为360KHZ左右，大于该频率输出波形会不规则或者出现故障。
10M~100MHZ的超高频方波信号虽然在设计上有点难，还是可以实现的，比如可以使用FPGA实现，FPGA的处理速度比DSP高多了，FPGA的时钟最高也就800M左右，使用FPGA进行分频，可以实现输出输出10M~100MHZ的方波信号（幅值3.3V）。
将方波信号幅值增大至1000V若是低频的方波信号，想要将其电压幅值增大至1000V，还是比较容易实现的，可是使用耐压大于1000V的晶体管或场效应管实现，但是想要实现将10M~100MHZ的超高频方波信号的幅值扩大至1000V，根本没有满足这样条件的三极管或场效应管，有高频的晶体管最高频率可达1GHZ以上，但是其耐压值一般几十伏，根本达不到1000V。
频率为10M~100MHZ的方波，其周期为10ns~100ns之间，在这个时间内要实现峰值为1000V的一个周期的方波，也就是说这个时间内要实现从0V升到1000V，然后从1000V降到0V的过程，可能吗？个人认为是完全不可能的。
方波发生器设计
方波发生器设计摘要：随着EDA技术以及大规模集成电路技术的迅猛发展，波形发生器的各方面性能指标都达到了一个新的水平。
采用CPLD/FPGA器件在QuartuesII设计环境中用VHDL语言完成的波形发生器具有频率稳定性高，可靠性高，输出波形稳定等特点。
本文介绍了基于EDA技术的波形发生器的研究与设计。
一、设计任务与要求设计一方波发生器并且输出信号的频率范围为100Hz~200KHz,输出频率可以调节；可以存储任意波形特征数据并能重现该波形，还可完成各种波形的线形叠加输出，具有显示输出波形、频率的功能。
通过运用VHDL语言编程，通过运用软件Quartus II 6.0，逐渐掌握EDA的用法，熟练步骤，为以后的学习与工作做很好的铺垫。
二、总体框图（1）方案论证方案一：本系统由FPGA(可编程门阵列)，数模转换，时钟（提供clk信号）等组成。
全部为FPGA试验箱所有，不需要增加任何器件。
用FPGA产生的255—0的计数值输入到DAC0832中，将产生对应的模拟信号。
本系统采用的是软硬件结合的方法。
由于一个周期内的任意波形的离散样点数对硬件实现的复杂性直接产生影响，因此，为了简化硬件存储器件的规模，取64个样点进行讨论。
具体做法是先对一个周期进行64点采样，然后依次存于ROM中，再以fs频率给出地址码，控制存储器周期的读出数据，并经D、A转换和模拟放大，便能得到一定的频率的周期信号。
因此周期信号的频率为fo=fs/M.其中M为采样点个数，本设计中取为64；fs为存储器读出频率。
显然，通过改变读出频率fs,便可获得不同频率的周期信号fo.。
原理说明：完整的波形发生器由三部分组成：由计数器构成的地址信号发生器、波形数据ROM和D/A。
在FPGA的顶层文件中，计数器通过外来控制信号和高速时钟信号向波形数据ROM发出地址信号，输出波形的批评你率由发出的地址信号的速度决定；当以固定的频率扫描输出地址时，输出波形是固定频率，而当以周期性时变方式扫描输出地址时，则输出波形为扫频信号。
占空比可调的方波发生器电路设计(0~100%可调)
华中师范大学武汉传媒学院课程设计课程名称__________________题目__________________专业__________________ 班级__________________ 学号__________________ 姓名__________________ 成绩__________________ 指导教师_________________________年_______ 月_______日实现占空比可调发生器1.目标（1）占空比可调范围0<D<100%（2）输出方波电压值：Vo=2v（3）振荡频率：f=1kHz（4）波形稳定2.思路根据555定时器改变阀值电压的值使之输出高电平或低电平的原理，就可以产生方波，通过电位器改变电阻的阻值来控制高低电平的时间就可以调节占空比了；通过调节输入的电压值，再通过万用表测量输出的电压值就可以保证输出幅度为某一定值；根据振荡频率公式，已知电阻值和输出振荡频率就可以算出需要电容值，以保证振荡频率为某一定值；为保证波形稳定，采用差分电路形式，用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小；而为了简化电路及运算，采用两个二极管的单向导电特性，使电容器的充放电回路分开，回路不再重复，计算更加简便。
3.电路图（1）输入模块二极管D1，D2的单向导电性，使电容器C的充放电回路分开，调节电位器，就可以调节多谐振荡器的占空比。
（2）处理模块：555定时器各引脚功能如下：1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
频率可调的方波发生电路100v
频率可调的方波发生电路100v以频率可调的方波发生电路100v为题，我们将介绍一种可以产生频率可调的方波信号，并且输出电压为100V的电路。
方波信号是一种特殊的波形，它的波形特点是在一个周期内只有两个电平，一个高电平和一个低电平。
频率可调的方波信号是指可以调节方波信号的周期，也就是方波的频率。
为了实现这样的方波发生电路，我们需要使用一些电子元件和电路设计技巧。
我们需要一个稳定的电压源，可以选择一个直流电源，并使用稳压电路进行稳定输出。
为了方便调节频率，我们可以选择使用可变电阻作为电源的输出电压调节器。
接下来，我们需要一个能够产生方波信号的电路。
一个常用的方波发生电路是使用集成电路555定时器。
555定时器是一种非常常见且功能强大的集成电路，可以用于产生多种波形信号，包括方波信号。
在555定时器电路中，我们需要使用电阻和电容构成一个RC网络来控制方波信号的周期。
通过调节电阻或电容的值，我们可以改变RC 网络的时间常数，从而改变方波信号的周期，实现频率的可调。
为了输出100V的电压，我们需要使用一个放大电路。
放大电路可以将信号的幅值放大到我们需要的电压水平。
在这里，我们可以选择使用放大器电路来实现电压的放大。
放大器电路可以选择使用运放（操作放大器）作为放大元件。
运放是一种高增益、低失真的电子元件，可以将输入信号放大到我们需要的电压水平。
通过将方波信号输入到放大器电路中，我们可以将方波信号的幅值放大到100V，从而实现了频率可调的方波发生电路。
需要注意的是，在设计电路时需要考虑电路的稳定性和可靠性。
我们可以采取一些保护措施，如使用稳压电路来保护电路免受电源波动的影响，使用限流电路来保护放大器免受过流的损坏。
总结起来，我们可以通过使用稳定的电压源、555定时器电路和放大器电路来设计一个频率可调的方波发生电路，并且输出电压为100V。
这样的电路可以应用于实际的电子设备中，如音频发生器、测试仪器等领域。
希望通过本文的介绍，读者对频率可调的方波发生电路有一个基本的了解，并且能够在实际应用中运用到这些知识。
课程设计 方波信号发生器设计
目录一、概述 (2)二、技术性能指标 (2)2.1设计内容及技术要求 (2)2.2设计目的 (3)2.3设计要求 (3)三、方案的选择 (3)3.1方案一 (4)3.2方案二 (5)3.3最终方案 (6)四、单元电路设计 (6)4.1矩形波产生电路 (6)4.2三角波产生电路 (9)4.3正弦波产生电路 (11)五、总电路图 (13)六、波形仿真结果 (13)6.1矩形波仿真结果 (13)6.2三角波仿真结果 (14)6.3正弦波仿真结果 (15)6.4三种波形同时仿真结果 (15)七、PCB版制作与调试 (16)结论 (17)总结与体会 (18)致谢 (18)附录1 元件清单 (19)附录2 参考文献 (20)函数信号发生器设计报告一、概述信号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。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
二、技术性能指标2.1设计内容及技术要求设计并制作一个信号发生器，具体要求如下：1、能够输出正弦波、方波、三角波；2、输出信号频率范围为1——10Hz，10——100Hz；3、输出信号幅值：方波Up-p=24V，三角波Up-p=0——20V，正弦波U>1V；4、波形特征：方波Tr<10s（100Hz，最大输出时），三角波失真系数THD<2%，正弦波失真系数THD<5%；5、电源：±13V直流电源供电；按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim进行必要的仿真，用PROTEL软件进行制板、焊接，然后对制作的电路完成调试，撰写设计报告测，通过答辩。
基于STC15单片机的频率计及方波发生器设计
基于STC15单片机的频率计及方波发生器设计频率计是一种测量信号频率的仪器，而方波发生器是一种能够产生方波信号的电路。
本文将介绍基于STC15单片机的频率计和方波发生器的设计。
一、引言频率计和方波发生器是电子领域常用的测试仪器和电路。
本文中，我们将结合STC15单片机的特性，设计一种简单、稳定且易于使用的频率计和方波发生器。
二、频率计设计频率计是一种能够测量信号频率的仪器。
对于频率计的设计，我们需要通过捕获信号的上升沿和下降沿并计算时间差来计算频率。
1.硬件设计硬件设计主要包括信号捕获电路和单片机的连接。
信号捕获电路中，我们可以使用一个触发器电路来捕获信号的上升沿和下降沿。
触发器电路可以使用CD4013等型号的D触发器芯片。
通过将信号接入D触发器的CLK引脚，并将Q和/CLR引脚连接到单片机的输入脚，我们可以通过检测D触发器输出的脉冲来捕获信号的边沿。
在信号捕获电路中，我们还需要使用一个电阻和一个电容来形成一个低通滤波器，以滤除高频噪声。
将信号捕获电路的输出接入单片机的外部中断引脚，可以方便地触发单片机中断服务程序进行频率计的测量。
2.软件设计频率计的软件设计主要包括中断服务程序和主程序。
中断服务程序中，我们需要在捕获到信号边沿时，记录当前时间并清除中断标志位。
通过记录上升沿和下降沿时间的差值，我们可以得出信号的周期和频率。
主程序中，我们可以定时地调用频率计测量函数，并将测量结果显示在LCD屏幕上。
方波发生器是一种能够产生方波信号的电路。
在方波发生器的设计中，我们可以通过单片机的IO口来控制信号的频率和占空比。
1.硬件设计硬件设计中，我们需要连接单片机的IO口和电路中的相关元件。
在方波发生器电路中，我们可以使用一个555定时器芯片或者一个RC电路来产生方波信号。
通过单片机的IO口来控制触发信号的频率和高低电平持续的时间，我们可以产生所需的方波信号。
2.软件设计方波发生器的软件设计主要包括主程序的编写和IO口状态的控制。
基于单片机的方波信号发生器设计
基于单片机的方波信号发生器设计为了实现方波信号的发生器，我们可以使用单片机来实现，单片机可以通过编程来控制方波信号的频率和占空比。
在这里，我将介绍一种基于单片机的方波信号发生器的设计。
首先，我们需要选择一个合适的单片机来作为我们的控制器。
常用的单片机有Arduino、STM32等。
在这里，我们选择使用Arduino Uno作为控制器。
Arduino Uno是一种开源的微控制器板，使用ATmega328P芯片，具有易用性和良好的稳定性。
接下来，我们需要连接一块电路板用于输出方波信号。
为了实现方波信号的生成，我们可以使用一个555定时器芯片来实现。
555定时器可以方便地产生方波信号。
我们将在Arduino Uno和555定时器之间进行串联连接，Arduino Uno将通过编程来控制555定时器的工作。
接下来，我们需要编写Arduino的程序来控制方波信号的频率和占空比。
我们可以使用Arduino的PWM输出功能来控制方波信号的频率。
通过调整PWM的占空比，我们可以控制方波信号的占空比。
以下是一个简单的Arduino程序示例：```c//定义信号输出引脚#define SIGNAL_PIN 9void setu//将信号输出引脚设为输出模式pinMode(SIGNAL_PIN, OUTPUT);void loo//设置PWM频率为1kHzint frequency = 1000;//设置PWM占空比为50%int dutyCycle = 50;//计算PWM周期//计算PWM高电平时间int highTime = period * dutyCycle / 100;while (true)//输出高电平digitalWrite(SIGNAL_PIN, HIGH);delayMicroseconds(highTime);//输出低电平digitalWrite(SIGNAL_PIN, LOW);delayMicroseconds(period - highTime);}```在这个示例程序中，我们定义了信号输出引脚为9号引脚，在setup 函数中将其设为输出模式。
可变输出频率方波发生器设计讲解
山东理工大学计算机学院课程设计（微机原理及接口技术）班级计科0504姓名帅令学号 0512108018指导教师姚艳芝二○○八年一月九日课程设计任务书及成绩评定1、设计题目：可变输出频率方波发生器设计；直流电机速度控制器设计2、设计内容和要求：学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
1.可变输出频率方波发生器设计：设计一个输出方波频率可利用按键改变的方波信号发生器（可以使用D/A也可以直接使用8253产生方波），利用键盘选择方波发生器的输出频率并驱动喇叭。
输出频率=键号*100HZ。
2.直流电机速度控制器设计：利用按键控制直流电动机的转速。
按键定义如下：0 停止，1 1/10转速， 2 2/10转速…… 9 最高速（D/A输出满量程），键号每加1，D/A输出增加0.5V3、设计任务和要求：3.1 接口设计、连接和调试根据所选题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并在实验系统上完成电路的连接和调试通过。
3.2 程序设计、调试要求画出程序框图，设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释,并在实验系统上调试通过。
3.3 课程设计说明书a、本次课程设计的目的和意义。
b、设计报告：字数约2000-3000字（不包括程序清单），内容包括：○1设计题目；○2系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标；○3总体设计方案、工作和组成原理（框图）或设计说明、采用的技术路线等；○4系统设计：接口电路设计，程序设计（程序框图和程序清单及注释）其他有关的理论分析和计算；○5设计总结：对整个设计工作过程进行归纳和综合，对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出解决的方法、措施、建议和对这次设计实践的认识、收获和提高。
频率可调的方波信号发生器设计及电路
频率可调的方波信号发生器设计及电路用单片机产生频率可调的方波信号。
输出方波的频率范围为1Hz-200Hz，频率误差比小于0.5%。
要求用“增加”、“减小”2个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变的步进步长为1Hz,当按钮持续按下的时间超过2秒后，给定频率以10次/秒的速度连续增加（减少），输出方波的频率要求在数码管上显示。
用输出方波控制一个发光二极管的显示，用示波器观察方波波形。
开机默认输出频率为5 Hz。
3.5.1模块1：系统设计（1）分析任务要求，写出系统整体设计思路任务分析：方波信号的产生实质上就是在定时器溢出中断次数达到规定次数时，将输出I/O管脚的状态取反。
由于频率范围最高为200Hz,即每个周期为5ms（占空比1:1，即高电平2.5ms,低电平2.5 m s），因此，定时器可以工作在8位自动装载的工作模式。
涉及以下几个方面的问题：按键的扫描、功能键的处理、计时功能以及数码管动态扫描显示等。
问题的难点在按键连续按下超过2S的计时问题，如何实现计时功能。
系统的整体思路：主程序在初始化变量和寄存器之后，扫描按键，根据按键的情况执行相应的功能，然后在数码显示频率的值，显示完成后再回到按键扫描，如此反复执行。
中断程序负责方波的产生、按键连续按下超过2S后频率值以10Hz/s递增（递减）。
（2）选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图采用MCS51系列单片机At89S51作为主控制器，外围电路器件包括数码管驱动、独立式键盘、方波脉冲输出以及发光二极管的显示等。
数码管驱动采用2个四联共阴极数码管显示，由于单片机驱动能力有限，采用74HC244作为数码管的驱动。
在74HC244的7段码输出线上串联100欧姆电阻起限流作用。
独立式按键使用上提拉电路与电源连接，在没有键按下时，输出高电平。
发光二极管串联500欧姆电阻再接到电源上，当输入为低电平时，发光二极管导通发光。
图3-14 方波信号发生器的硬件电路原理图（3）分析软件任务要求，写出程序设计思路，分配单片机内部资源，画出程序流程图软件任务要求包括按键扫描、定时器的控制、按键连续按下的判断和计时、数码管的动态显示。
方波、三角波波形发生器课程设计
方波、三角波波形发生器课程设计方波、三角波发生器摘要在模拟电子技术当中，我们会见到各种类型的波形，除了常见的正弦波之外，还有别的各种非正弦波，这些类型各异的波形，广泛应用于模拟电子技术的各个领域。
在模拟电子电路中，各种非正弦波，如矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波等，在各种驱动电路及信号处理电路中广泛应用。
波形发生器是一种常用的信号源，广泛的运用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可以设计一个能变换出三角波、方波的函数波形发生器。
本文利用LM324N产生一个可调频和调幅的方波信号，通过此信号来产生三角波。
电子电路设计、仿真与实践第 1 页目录1 设计题目 ............................................................... 2 2设计任务和要求 .........................................................2 3 整体电路设计 ........................................................... 2 4 仿真及仿真结果 ......................................................... 7 5 PCB板的绘制 ............................................................9 6 误差分析 .............................................................. 10 7总结 ..................................................................11 8 心得体会 (11)电子电路设计、仿真与实践第 2 页1 设计题目方波、三角波发生器2 设计任务和要求要求设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。
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山东理工大学计算机学院课程设计（微机原理及接口技术）班级计科0504姓名帅令学号 **********指导教师姚艳芝二○○八年一月九日课程设计任务书及成绩评定1、设计题目：可变输出频率方波发生器设计；直流电机速度控制器设计2、设计内容和要求：学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
1.可变输出频率方波发生器设计：设计一个输出方波频率可利用按键改变的方波信号发生器（可以使用D/A也可以直接使用8253产生方波），利用键盘选择方波发生器的输出频率并驱动喇叭。
输出频率=键号*100HZ。
2.直流电机速度控制器设计：利用按键控制直流电动机的转速。
按键定义如下：0 停止，1 1/10转速， 2 2/10转速…… 9 最高速（D/A输出满量程），键号每加1，D/A输出增加0.5V3、设计任务和要求：3.1 接口设计、连接和调试根据所选题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并在实验系统上完成电路的连接和调试通过。
3.2 程序设计、调试要求画出程序框图，设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释,并在实验系统上调试通过。
3.3 课程设计说明书a、本次课程设计的目的和意义。
b、设计报告：字数约2000-3000字（不包括程序清单），内容包括：○1设计题目；○2系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标；○3总体设计方案、工作和组成原理（框图）或设计说明、采用的技术路线等；○4系统设计：接口电路设计，程序设计（程序框图和程序清单及注释）其他有关的理论分析和计算；○5设计总结：对整个设计工作过程进行归纳和综合，对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出解决的方法、措施、建议和对这次设计实践的认识、收获和提高。
c、作品的使用或操作说明。
d、设计图纸或图表（如接口电路原理图等）。
装订时将课程设计说明书附在该3页之后。
3.4设计内容不允许抄袭和复印，否则取消设计成绩。
4、工作安排：（设计进度及完成情况）●第一阶段：根据题目要求查阅资料构思设计方案、进行接口电路原理图设计和程序设计以及其它准备工作。
●第二阶段：对第一阶段完成的设计内容进行详细的检查或修改无错后，按照接口电路原理图的设计自行在实验系统上进行接线和连接，确保无错后再进行程序的输入和调试，为便于调试和查错，程序最好采用模块化结构，一部分一部分的调试，通过反复的调试或修改直到达到设计要求为止。
●第三阶段：按照3中的内容和要求撰写课程设计说明书。
5、主要参考文献及资料：a)《微型计算机技术及应用》清华大学出版社 2003 戴梅萼、史嘉权b)《微机原理与接口技术基础与应用》海洋出版社 2005 邓振杰c)《微机原理与接口技术实验及课程设计》西南交通大学出版社 2005 杨斌d)《IBM-PC汇编语言程序设计》清华大学出版社 2003 沈美明，温冬婵e)王爽编.汇编语言.北京:清华大学出版社,2002,3f)梅丽凤,王艳秋,汪毓铎.单片机原理及接口技术.北京：清华大学出版社,2003,5系主任___________（签字）6、成绩评定：评语：设计成绩：指导老师：（签字）二○年月日一.本次课程设计的目的和意义学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
本次课程设计，主要是了解计数器/定时器8253的工作原理，以及学会对8253、8255、8259的应用和设计技术。
对微型计算机基本的系统结构、对微型计算机硬软件的工作原理有个整体的认识。
二. 直流电机速度控制器设计题目的目的和要求：一设计目的学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
二设计要求利用D/A转换器和按键设计一个直流电动机转速控制器。
按键定义如下：□0停止，□1 1/10转速，□2 2/10转速……□9最高速（D/A输出满量程），键号每加1，D/A输出增加0.5V总的设计思路如下图:图 1本次设计中主要用到两种主要的芯片键盘与显示控制芯片8279，数模转换芯片DAC0832Intel8279芯片是一种通用的可编程序的键盘、显示接口器件，单个芯片就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能。
8279包括键盘输入和显示输出两个部分：1键盘部分提供的扫描方式，可以和64个按键或传感器的阵列相连。
能自动消除开关抖动以及N个键同时按下的保护。
2显示部分按扫描的方式工作引脚功能见图2：图2实验台内部cpu与8279控制的键盘与LED显示的连线结构图如下，限于设计报告的核心内容是考察数模转换中的DAC0832，所以在此只给出内部框图图3本次要求的重点电路是怎么将键盘产生的速度控制数字信号变换成模拟量来驱动直流电机的转动，所以我们要用到的重要芯片就是DAC0832，其芯片引脚见下图4图4由三个与门电路组成寄存器输出控制逻辑电路，该逻辑电路的功能是进行数据锁存控制，当=0时，输入数据被锁存；当=1时，锁存器的输出跟随输入的数据。
D/A转换电路是一个R-2R T型电阻网络，实现8位数据的转换。
对各引脚信号说明 如下：(1)DI7～DI0：转换数据输入。
(2) ：片选信号（输入），低电平有效。
(3) ILE ：数据锁存允许信号（输入），高电平有效。
(4) ：第1写信号（输入），低电平有效。
上述两个信号控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式，当ILE=1和 =0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和 =1时，为输入寄存器锁存方式。
(5) ：第2写信号（输入），低电平有效。
(6) ：数据传送控制信号（输入），低电平有效。
上述两个信号控制DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式，当 =0和 =0时，为DAC 寄存器直通方式；当 =1和 =0时，为DAC 寄存器锁存方式。
(7) Iout1：电流输出1。
(8) Iout2：电流输出2。
DAC 转换器的特性之一是：Iout1+Iout2=常数。
(9) Rfb ：反馈电阻端。
DAC 0832是电流输出，为了取得电压输出，需在电压输出端接运算放大器，Rfb 即为运算放大器的反馈电阻端。
运算放大器的接法如图7.31所示。
(10) Vref ：基准电压，其电压可正可负，范围是-10 V ～+10 V 。
(11) DGND ：数字地。
(12) AGND ：模拟地。
1WR CS 2WR XFER本次所用到的具体连接是将cs片选接到地址译码器的210-217将V out接到直流电机的输入接口DCIN 接线图如下图5用硬导线将0832片选信号CS接至138译码200-207，将8279的片选信号CS接至208-20F，将DAC0832的AOUT端接至直流电机的DCIN端，将8279右侧的A0,A1,A2分别连接到实验台地址总线的A0,A1,A2连接好后开打开实验台电源，测试通讯口的通信是否正常，如正常则可down入编译好的汇编程序了程序源代码：D0832 EQU 200H ;0832 数据口地址C8279 EQU 20AH ;8279 控制口地址D8279 EQU 208H ;8279 数据口地址CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODESTART:PUSH CSPOP DSINI:MOV DX,D0832 ;初始化0832OUT DX,ALMOV DX,C8279 ;初始化8279MOV AL,00HOUT DX,ALMOV AL,34HOUT DX,ALMOV AL,0D2HOUT DX,ALWAIT1:IN AL,DXMOV AH,ALAND AL,80HCMP AL,80HJE W AIT1MOV AL,AHAND AL,0FHCMP AL,00HJE W AIT1RUN:CALL CHKKEYCALL DISPLAYMOV DX,D0832OUT DX,ALJMP RUNCHKKEY PROC NEARRDKEY:MOV DX,C8279IN AL,DXMOV AH,ALAND AL,80HCMP AL,80HJE RDKEYMOV AL,AHAND AL,0FHCMP AL,00HJE RDKEYMOV AL,40HOUT DX,ALMOV DX,D8279IN AL,DXCHK:CMP AL,38HJE QUITJNC RDKEYMOV SPDNUM,ALLEA BX,SPDXLATMOV AH,ALRTN:MOV DX,C8279MOV AL,0C2HOUT DX,ALMOV AL,AHRETCHKKEY ENDPDISPLAY PROC NEARMOV AH,ALMOV DX,D8279LEA BX,LEDMOV AL,SPDNUMXLATOUT DX,ALLEA SI,DSPMOV CX,0007HLOOP1:MOV AL,[SI]OUT DX,ALINC SILOOP LOOP1MOV AL,AHRETDISPLAY ENDPQUIT:MOV DX,D0832MOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,C8279MOV AL,0D2HOUT DX,ALHLTLED DB 07H,66H,06H,3FH ;LED显示控制表DB 00H,00H,00H,00HDB 7FH,6DH,5BH,71HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 6FH,7DH,4FH,79HDB 00H,00H,00H,00HDB 77H,7CH,39H,5EHDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HSPD DB 70H,40H,10H,00H ;速度控制表DB 00H,00H,00H,00HDB 80H,50H,20H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00HDB 90H,60H,30H,00HDSP DB 40H,00H,00H,79H,50H,06H,5EHSPDNUM DB 0CODE ENDSEND START（上述SPD表中的90H对应设计要求的最高转速度，为按键9；10H对应1/10转速度，为按键1）Down成功后，按F9执行程序，运行在运行过程中,可按动小键盘的“0-9”数码键,控制电机转速,按“RST”键退出程序三.可变输出频率方波发生器设计一.设计内容以PC机为基础，掌握接口硬件开发平台的使用方法以及接口电路的驱动程序和界面软件的设计与编制，学会调试和测试接口软件的一般方法,设计并开发能输出多种波形且频率可变的函数发生器。