函数信号发生器的毕业设计解读

保密类别编号

毕业论文

函数信号发生器的设计

系别电子信息科学系

专业电子信息工程

年级

姓名

指导教师

武汉大学珞珈学院

2012年5月5日

摘要

函数信号发生器是教学、科研中应用最广泛的仪器之一。如果能用相对简单的实现方式和较低的成本产生具有高稳定度和精确度的常用波形,无疑将在这些领域中得到更加广泛的应用。

本设计在介绍马克西姆公司MAX038芯片基本特性的基础上,论述了采用MAX038芯片来设计多波形函数信号发生器的原理以及整体的设计,并辅以控制软件和有关的外围电路,实现了一个低成本、多功能、高精度、输出频率连续可调的

频率合成式波形发生器,可输出三角波、方波、正弦波三种波形,阐述了其振荡频率控制、信号输出幅度控制、频率和幅度的控制的设计。

关键词: MAX038 函数信号发生器单片机

The design of the Function signal generatorr

ABSTRACT

Function signal generator is one of the most widely used instruments in teaching, scientific research. Use of relatively simple implementation and lower cost to produce a common waveform with high stability and accuracy, and there is no doubt it will undoubtedly be more widely applied in these areas.

The design is base on the introduction of the basic properties of the Maxim

MAX038 chip, discusses the principle and the whole design of using the MAX038 chip

to design multi-waveform function signal generator, and with the relevant control software and the periphery of the circuit, achieve a low cost, multi-function, high precision, output frequency adjustable frequency synthesis type waveform generator, can output the triangle wave, square wave, sine wave three waveform, expounds the design of the oscillation frequency control, signal output amplitude, frequency and amplitude control.

Key words: MAX038 Function Signal Single-chip microprocessor

目录

摘要.................................................... I ABSTRACT ................................................... II 第1章绪论. (1

1.1 课题研究的背景和意义 (1

1.2 设计任务和要求 (2

第二章方案的总体设计 (3

2.1 方案论证与比较 (3

2.2 函数信号发生器的总体方案 (3

第三章系统的硬件设计 (5

3.1 信号产生部分的设计 (5

3.1.1 MAX038芯片介绍 (5

3.1.2 波形选择、占空比、频率调节 (7 3.2 输出信号的放大处理 (10

3.3 信号的控制部分设计 (10

3.3.1 AT89C52单片机介绍 (11

3.2.2 单片机外围电路 (12

3.4 电源电路部分 (13

第四章系统软件设计 (15

4.1 主程序流程 (15

总结 (16

致谢 (17

参考文献 (18

武汉大学珞珈学院本科毕业论文

第1章绪论

在现代社会中,自动化技术早已渗透到社会生产的各个领域中。高精度、宽频率、高稳定性的信号发生器对于所属整体系统性能的改善和提高起着至关重要的作用。传统的函数信号波形发生器如8098等等,通常由晶体管、运放IC等分立元件制成。其发出的信号的稳定性,信号的失真度,频率的范围大小,都不是很理想。于此相比,基于MAX038的多波形函数信号发生器具有信号输出频率高、波形稳定、失真小、可控性强等特点。利用信号进行仪器的控制已是自动控制理论中的一个重要的手段。那么,一个幅度、频率、稳定性、占空比以及波形可调的信号发生器的设计和完成更具有实际价值。只要将这个函数信号发生器设的设计思路掌握好,不但可以融会贯通所学的专业知识,还可以在今后的工作中作为参考,用来控制其他设备。

多波形函数信号发生器是电子实验室的基础设备之一,目前各类学校广泛使用的是标准产品,虽然功能齐全、性能指标高,但价格较贵。本文介绍一种由马克西姆公司MAX038设计的简易信号发生器,该器件结构简单,虽然性能指标赶不上标准信号发生器,但能满足一般的实验要求。其成本低、体积小、便于携带等特点,亦可作为电子产品维修人员的随身设备之一[1]。

基于MAX038的多波形函数信号发生器设计,本课题的设计目的是充分运用大学期间所学的专业知识,结合现在正在使用的信号发生器的基本功能,完成一个基本系统的设计全过程。通过MAX038来产生一系列有规律的幅度和频率可调的方波、三角波和正弦波,这样的一个多波形函数信号发生器在控制领域有着相当广泛的应用范围[2]。

1.1 课题研究的背景和意义

随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展,促使信号发生器种类增多,性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现,更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在,许多信号发生器带有微处理器,因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能,可以和控制计算机