数字信号发生器毕业设计
信号发生器毕业设计
波形发生器的设计方案有好多种,而我们按照不同需要选择不同的方案,下面介绍三种种信号发生器的原理方案:
一﹑方案一
利用DDS芯片与单片机来设计波形发生器,采用AT公司单片机AT98S52作为控制芯片,用于控制键盘、显示和DDS芯片的工作。其中键盘用于设定工作频率参数,显示部分采用16*2的通用点阵字符液晶显示器,DDS芯片采用AD9832 。DDS芯片输出正弦波通过放大电路的放大再输出。
CD4051的八选一控制信号来源于AT89S52的P0~P3接口,74HC373P也是考虑复用P0端口而设置的。AD9850输出的方波经积分电路转换为三角波后,经AD811高速运放可提高其负载能力。
4系统软件设计
4.1 主程序
主程序可控制整个系统,包括控制系统的初始化、显示、运算、键盘扫描、频率控制、幅度控制等子程序,其主程序流程如图7所示。
3.3信号幅度数控预置电路
为了实现对输出的正弦模拟信号幅度的数字控制和预置,本系统采用了AD811高速运放、数字电位器衰减、真有效值转换、以及A/D转换等电路,具体电路图如图5所示。
数字电位器X9C102是实现信号幅度数字可调的关键器件。真有效值转换模块AD637主要负责信号的TRMS/DC转换,然后经TLC2453模数转换向单片机输送正比于正弦波信号幅度的数字量,以便单片机输出合适的幅值控制指令。
信号发生器的设计与制作
系别:机电系专业:应用电子技术届:07届姓名:张海峰
摘要
本系统以AD8951集成块为核心器件,AT89C51集成块为辅助控制器件,制作一种函数信号发生器,制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。AD9851是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器,主要由可编程DDS系统、高性能模数变换器(DAC)和高速比较器3部分构成,能实现全数字编程控制的频率合成。
数字式移相信号发生器的毕业设计
数字式移相信号发生器的毕业设计第1章绪论1.1 课题背景及意义1.1.1 课题背景移相信号发生器属于信号源的一个重要组成部分,随着数字集成电路和微电子技术的发展和提高,一种新的频率合成技术直接数字频率合成(DDS)技术产生信号源的方法得到飞速发展,它是继直接频率合成和间接频率合成之后发展起来的第三代频率合成技术。
该技术在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨率以及集成化等一系列性能指标已远远超过传统的频率合成技术所能达到的水平。
目前DDS广泛应用于接收机本振,信号发生器,仪器、通信系统、雷达系统等,尤其适合于跳频无线通信系统。
直接数字频率合成器(DDS:Direct Digital Frequency Synthesizer)的基本结构由J.Tiemev在1971年首次提出。
限于当时的技术和器件水平.它的性能指标尚不能与已有技术相比,故未受到重视。
近年来随着数字集成电路和微电子技术的进步,这种结构独特的频率合成技术得到了充分的发展。
该技术在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨力以及集成化等一系列性能指标已远远超过了传统的频率合成技术所能达到的水平。
目前DDS广泛应用于接收机本振、信号发生器、仪器、通信系统、雷达系统等,尤其适合于跳频无线通信系统。
1.1.2 课题的现状与应用由于DDS的自身特点决定了它存在这以下两个比较明显的缺点:一是输出信号的杂散比较大,二是输出信号的带宽受到限制。
DDS输出杂散比较大这是由于信号合成过程中的相位截断误差、D/A转换器的截断误差和D/A转换器的非线性造成的。
当然随着技术的发展这些问题正在逐步的到解决。
如通过增长波形ROM的长度减小相位截断误差。
通过增加波形ROM的字长和D/A转换器的精度减小D/A量化误差。
在比较新的DDS芯片中普遍都采用了12bit的D/A转换器。
当然一味靠增加波形ROM 的深度和字长的方法来减小杂散对性能的提高总是有限的。
什么是数字信号发生器(DSG)如何设计一个简单的DSG电路
什么是数字信号发生器(DSG)如何设计一个简单的DSG电路数字信号发生器(DSG)是一种用于产生精确数字信号的电子设备。
数字信号发生器通常由时钟源、计数器、数字模数转换器(DAC)和控制电路组成。
1. 介绍数字信号发生器(DSG)数字信号发生器是一种电子设备,用于产生高精度和稳定的数字信号。
它可以生成各种波形,例如正弦波、方波、三角波和脉冲波等。
数字信号发生器广泛应用于电子实验室、通信系统测试、音频设备测试以及其他需要确定信号来源的领域。
2. DSG的设计要素设计一个简单的数字信号发生器需要考虑以下要素:2.1 时钟源数字信号发生器的精确性和稳定性主要依赖于时钟源。
常见的时钟源包括晶体振荡器和时钟发生器。
晶体振荡器提供稳定的频率和相位参考,而时钟发生器可以根据需要调整频率。
2.2 计数器计数器用于生成不同频率的信号。
它接收时钟信号,并将其分频为所需的频率。
通过调整计数器的分频系数,可以改变信号的频率。
2.3 数字模数转换器(DAC)数字模数转换器将数字信号转换为模拟信号。
它接收计数器产生的数字信号,并将其转换为模拟信号输出。
DAC的位数决定了信号的精度和分辨率。
2.4 控制电路控制电路用于控制数字信号发生器的各个部分。
它可以接收外部输入,例如频率、幅度和相位设置,并将其应用于相应的部件。
控制电路还可以实现信号的调制功能,如频率调制和相位调制。
3. 简单DSG电路的设计示例下面是一个简单的数字信号发生器电路设计示例:3.1 时钟源:使用晶体振荡器作为时钟源,提供稳定的时钟信号。
3.2 计数器:选择一个适当的计数器芯片,例如74HC163,将时钟信号分频为所需的频率。
通过在芯片上设置适当的初始计数值,可以调整输出信号的相位。
3.3 数字模数转换器:选择一个合适的DAC芯片,例如MAX5216,将计数器产生的数字信号转换为模拟信号。
设置DAC的参考电压和输出范围以满足需求。
3.4 控制电路:使用微控制器或可编程逻辑器件(FPGA)实现控制电路。
信号发生器毕业论文
信号发生器毕业论文信号发生器毕业论文近年来,随着科技的不断进步和社会的快速发展,信号发生器作为一种重要的电子测量仪器,在各个领域中发挥着重要的作用。
本文将从信号发生器的基本原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行论述。
一、信号发生器的基本原理信号发生器是一种能够产生各种频率、幅度和波形的电信号的仪器。
其基本原理是通过振荡电路产生稳定的频率信号,并通过放大电路调节信号的幅度和波形。
信号发生器通常由振荡器、放大器、滤波器和控制电路等部分组成。
振荡器是信号发生器的核心部件,其作用是产生稳定的频率信号。
常见的振荡器有晶体振荡器、RC振荡器和LC振荡器等。
放大器的作用是放大振荡器产生的信号,使其能够达到所需的幅度。
滤波器则用于滤除杂散信号,保证输出信号的纯净度。
控制电路则用于调节信号的频率、幅度和波形等参数。
二、信号发生器的应用领域1. 通信领域在通信领域中,信号发生器被广泛应用于通信设备的研发和维修中。
通过信号发生器可以产生各种频率和调制方式的信号,用于测试和调试无线电设备、电话设备、卫星通信设备等。
2. 电子测量领域信号发生器在电子测量领域中也扮演着重要的角色。
它可以用于测试和校准各种电子仪器,如示波器、频谱分析仪、功率计等。
通过产生稳定的信号,可以确保测量结果的准确性和可靠性。
3. 科研与教学领域信号发生器在科研与教学领域中也有广泛的应用。
在科研方面,信号发生器可以用于实验室的各种研究项目,如电子学、通信工程、无线电技术等。
在教学方面,信号发生器可以用于电子技术、通信原理等专业的实验教学,帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
三、信号发生器的未来发展方向随着科技的不断进步,信号发生器也在不断发展和创新。
未来,信号发生器的发展方向主要体现在以下几个方面:1. 高频率和宽带化随着通信技术的快速发展,对信号发生器的频率要求也越来越高。
未来的信号发生器将会实现更高的工作频率,以适应新一代通信系统的需求。
同时,信号发生器的带宽也将会更宽,能够产生更复杂的信号波形。
数字信号发生器大学本科方案设计书
毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的数字信号发生器设计电气工程学院基于 AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于 AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用 AT89S51作为系统的控制核心,外围电路采用数字 / 模拟转换电路( DAC0832),运放电路(M C1458),按键, ISP 接口等。
通过按键控制切换产生正弦波,锯齿波,三角波,方波,各类型信号的频率统一为 100HZ,而幅值在 -5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单,性能较好,具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机, 波形发生器,D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【A BSTRACT 】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display . The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【 KEY WORDS 】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论91.92.9第一章系统设计101.112.113.11第二章硬件电路的设计121. AT89S51122.153.154.175. ISP23第三章软件设计241.252.253.264.275.28第四章测试仿真291.292.303.31第五章其它311.312.32附录32Protel32 PCB33 Proteus343543绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备,传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建,如应用555 振荡电路可以产生正弦波,三角波,方波等波形,传统的波形发生器多采用这种方式设计,这种方式不应用单片机,但是这种方式存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点,在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟震动等领域往往需要低频信号源,而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果,而且低频信号源所需要的RC很大,大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度也难以保证,而且体积大,漏电,体积大是该类波形发生器的显著缺点。
数字式函数信号发生器设计毕业论文
数字式函数信号发生器设计毕业论文目录摘要............................................. 错误!未定义书签。
ABSTRACT............................................ 错误!未定义书签。
目录. (I)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 DDS技术的研究现状与发展趋势 (2)1.3 选题研究的目的及意义 (3)1.4 研究内容及目标 (4)2 DDS信号源设计技术基础 (5)2.1 频率合成技术 (5)2.1.1 频率合成技术指标: (5)2.2 直接数字频率合成原理 (6)2.2.1 DDS结构 (6)2.2.2 DDS的工作原理 (8)2.2.3 DDS数学原理 (9)2.3 DDS性能特点 (11)2.4 DDS芯片AD9850 (12)2.4.1 AD9850简介 (12)2.4.2 AD9850的控制字与控制时序 (15)2.4.3 AD9850频率稳定度及频率准确度 (18)3.1 系统总体硬件框图 (19)3.2 MCU主控部分硬件设计 (20)3.2.1 AT89C52的功能和结构 (21)3.2.2 AT89C52的I/O口规划 (21)3.3 AD985O外围电路设计 (23)3.3.1 晶振的选择 (23)3.3.2 AD9850电源模块的设计 (24)3.3.3 AD985O接口电路 (24)3.3.4 滤波电路 (26)3.4 采样保持与A/D转换电路 (29)3.4.1采样保持电路 (29)3.4.2 A/D转换 (30)3.5 输入输出接口电路设计 (32)3.5.1 输入接口电路设计 (32)3.5.2 输出接口电路设计 (33)3.6 功率放大器 (39)3.7 电源模块设计 (40)4.1 软件总体流程 (42)4.2 系统初始化 (43)4.2.1 AD9850初始化子程序 (43)4.2.1 max7219初始化子程序 (43)4.3 键盘扫描及按键识别子程序 (44)4.4 波形数据产生 (50)4.4.1 AD985O控制字的计算 (50)4.4.2 控制字转化子程序 (51)4.4.3 控制字传送子程序 (52)4.5 A/D转换子程序 (53)4.5八选一子程序(只用六选一) (55)4.6 其它子程序 (56)4+1 结论 (57)4+2 经济分析与报告 (59)致谢 (60)参考文献 (61)附录A 总程序 (62)附录B 原理图原件清单 (73)1 绪论1.1 选题背景在电子技术领域中,经常要用一些信号作为测量基准信号或输入信号,也就是所谓的信号源。
基于AT89C51单片机的数字式低频信号发生器毕业设计
目录摘要 (1)绪论 (2)第1章方案设计 (3)1.1 方案论述 (3)1.2 方案论证 (3)第2章硬件设计 (4)2.1 总体设计功能说明 (4)2.2 DAC0832芯片 (5)2.3 硬件放大电路 (6)第3章软件设计 (7)3.1 程序流程图 (7)3.2 主要程序代码 (9)3.3 调试 (12)设计总结 (14)参考文献 (15)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AT89C51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(LM324)、按键。
通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等。
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。
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。
关键词波形发生器;三角波;正弦波;方波绪论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。
目前,市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成,且波形种类有限,多为锯齿波,正弦波,方波,三角波等波形。
信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路经之一,不用依靠单片机。
毕设之数字信号发生器开题报告
洛阳理工学院毕业设计(论文)开题报告系(部):计算机与信息工程系2013 年3月9 日课题名称基于MATLAB和声卡的数字信号发生器设计学生姓名李艳芳专业班级B090505 课题类型软件工程指导教师李京秀职称教授课题来源自拟1.综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义随着计算机软硬件技术的发展,越来越多普通仪器不能达到或不完全能实现的功能能够由计算机实现。
信号发生器也称信号源,是用来产生振荡信号的一种仪器,早在20年代电子设备刚出现时就产生了。
随着通信和雷达技术的发展,40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器。
随着信号发生器的迅速发展,利用微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形,实现不同频率的输出,是电子测试系统的重要部件。
这其中由以数字信号发生器的设计是应用最快、成效最显著的新科学之一。
数字信号发生器是一种数据信号发生器,提高了信号测量的准确度、精度和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,模拟信号发生器随之被数字信号发生器所取代。
传统的台式仪器如任意函数发生器等加工工艺复杂、价格高、仪器面板单调、数据存储、处理不方便。
以MATLAB和LabVlEW 为代表的软件的出现,轻松地用虚拟仪器技术解决了这些问题。
Matlab是美国MathWorks公司自20世纪80年代中期推出的数学软件,优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使其很快在数学软件中脱颖而出。
到目前为止,其最高版本7.1版已经推出。
随着版本的不断升级,它在数值计算及符号计算功能上得到了进一步完善。
在欧美等高校,Matlab已经成为线性代数、自动控制理论、概率论及数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具,是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。
毕业设计论文正文信号发生器[管理资料]
引言直接数字频率合成技术(direct digital synthesizer,DDS)是在20世纪7O年代提出的,利用数字可控振荡器技术,直接以数字信号控制产生高精度频率信号,,与传统的直接频率合成(Ds)、锁相环间接频率合成(PLL ),FNPLL合成和PSG单环路合成相比,具有频率切换时间极短、频率分辨率高、相位连续,相噪低,结构简单、体积小、成本低等优势。
鉴于DDS技术有如此优越的条件,现在大多数设备、系统都采用了这种技术。
当然,作为通信系统中必不可少的信号发生器也越来越多地容纳了该技术,以下主要介绍的是基于ADI公司生产的DDS芯片AD9833的信号发生器的设计方案。
AD9833是采用先进的DDS技术开发的高集成度DDS器件。
其主要特性如下:外接主频时钟为25MHz;内含10位DAC;相位可编程;内部有5个可编程寄存器,其中包括3个16位控制寄存器,2个28位频率寄存器和2个12位相位寄存器;3线SPI接口;内置超高速模拟比较器;;-。
控制芯片选择AT89C52,通过对AD9833编程实现正弦波,三角波,该输出的正弦波,三角波能达到MHZ以上,输出是波形失真率极低。
用LCD和键盘作为良好的人机界面,用键盘输入要显示的频率,LCD显示频率的大小。
将输出的正弦波经比较器电路来实现方波的输出,经实验发现输出的方波能达到100KHZ以上且输出的波形失真率小,波形纯真。
任意信号发生器是信号源的一种,它具有信号源所有的特点。
我们传统都认为信号源主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在电子实验和测试处理中,并不测量任何参数而是根据使用者的要求,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以达至测试的需要。
信号源有很多种,包括正弦波信号源、函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、任意波形发生器、合成信号源等。
一般来讲任意波形发生器,是一种特殊的信号源,综合具有其它信号源波形生成能力,因而适合各种仿真实验的需要。
(完整版)数字信号发生器的电路设计_(毕业课程设计)
1 引言信号发生器又称信号源或者振荡器,它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器,在生产实践和科技领域有着广泛的应用。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其他仪表测量感兴趣的参数。
信号发生器在通信、广播、电视系统,在工业、农业、生物医学领域内,在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。
信号发生器是一种悠久的测量仪器,早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。
随着通信和雷达技术的发展,40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器,使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。
自60年代以来信号发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器,这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。
到70年代处理器出现以后,利用微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件使信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形。
随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展,极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用,使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替,从而扩充了仪器信号的处理能力,提高了信号测量的准确度、精度和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,数字信号发生器随之发展起来。
信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具,它必然将向更高性能,更高精确度,更高智能化方向发展,就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。
但作为一种仪器,我们必然要考虑其所用领域,也就是说要因地制宜,综合考虑性价比,用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代,还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。
信号发生器的FPGA实现(毕业设计)
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1信号发生器的研究意义与内容 (1)1。
2信号发生器的发展现状和前景展望 (1)1。
3信号发生器的总体设计思路 (3)第2章设计简介 (4)2。
1FPGA简介 (4)2.2VHDL硬件描述语言介绍 (7)2.3Q UARTUS II软件介绍 (9)2。
4RLT级仿真 (11)第3章系统硬件电路设计 (12)3。
1信号发生器的系统组成 (12)3。
2设计原理 (13)3.3输入部分 (15)3.3D/A数模转换部分 (18)第4章系统的软件设计 (20)4。
1系统软件流程图 (20)4。
2系统各模块 (21)4。
2.1 三角波产生模块 (22)4。
2.2 递减斜坡产生模块 (25)4。
2。
3递增斜坡产生模块 (28)4。
2.4 方波产生模块 (31)4。
2.5 阶梯波产生模块 (33)4。
2.6 正弦波产生模块 (36)4.2。
7 自定义波形产生模块 (43)4.2.8 波形选择器产生模块 (47)4。
2。
9 频率调节器产生模块 (50)4。
2.10 主控制器产生模块 (53)4.3引脚锁定 (58)第5章信号发生器的仿真 (61)5。
1递增斜坡的仿真结果及分析 (61)5。
2递减斜坡的仿真结果及分析 (61)5。
3三角波的仿真结果及分析 (62)5。
4正弦波的仿真结果及分析 (63)5.5方波的仿真结果及分析 (64)5.6阶梯波的仿真结果及分析 (65)5.6自定义波形的仿真结果及分析 (65)结束语 (66)参考文献 (67)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
信号发生器的FPGA实现摘要:信号发生器在各种实验和测试中是必不可少的器件,同时在生产和科技领域中有着广泛的运用,例如在通信、控制、雷达、教学、军事等领域。
本次设计的内容是信号发生器的FPGA实现,要求用EAD技术设计一个信号发生器,此信号发生器的实现是利用EDA的硬件描述语言VHDL产生各个模块,然后在Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境的Quartus II软件上实现波形的编译、仿真、下载到Cyclone 芯片上.信号发生器由波形产生模块、频率调节模块和波形选择模块组成,波形产生模块可以产生三角波、正弦波、方波、阶梯波、递增斜坡、递减斜坡、自定义波形等,通过波形选择模块和频率调节模块可以选择自己所需要的波形和调节一定的频率。
毕业设计(论文)-简易多功能信号发生器设计
1 绪论简易多功能信号发生器是信号发生器的一种,在生产实践和科研领域中有着广泛的应使用。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,使用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应使用最广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波和锯齿波等,因而广泛使用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
在本设计中它能够产生多种波形,如正弦波,三角波,方波和锯齿波等,并能实现对各种波频率和幅度的改变。
正因为其在生活中应使用的重要性,人们它做了大量的研究,总结出了许多实现方式。
可以基于FPGA 、VHDL、单片机、DOS 技能、数字电路等多种方法实现。
本设计是采使用VHDL来实现的简易多功能信号发生器。
它能产生正弦波,三角波,方波和锯齿波。
且对各种波形的要求如下:(1)根据按键选择不同的波形(实现正弦波,三角波,方波和锯齿波);(2)各波形的频率范围为100Hz-20KHz;(3)各波形频率可调(通过按键控制频率的变化,步进值为500Hz);(4)使使用LED数码管实时显示输出信号波形的频率值;(5)使用按键控制实现输出信号的幅度调节(幅度调节为2.5V和5V)。
2 EDA技术介绍2.1EDA介绍EDA是电子设计自动化(Electronic Design AutoMation)缩写。
EDA技术是以计算机为工具,根据硬件描述语言HDL( Hardware Description language)完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
硬件描述语言HDL 是相对于一般的计算机软件语言,如:C、PASCAL而言的。
HDL语言使使用与设计硬件电子系统的计算机语言,它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。
毕业设计论文基于FPGA的信号发生器设计
武汉工业学院毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于FPGA的信号发生器设计姓名学号院系电气与电子工程学院专业电子信息科学与技术指导教师目录摘要 ...................................................................................................................................... i ii Abstract (iv)前言 (1)1绪论 (3)1.1 FPGA简介 (3)1.2 modelsim简介 (5)1.3 DDS基本原理介绍 (6)2设计方案 (8)2.1 总体设计方案 (8)2.2方案论证 (8)2.2.1方案一 (8)2.2.2方案二 (9)2.2.3方案三 (9)2.3方案确定 (9)3 硬件电路设计 (11)3.1硬件设计注意事项 (11)3.2 DA电路 (11)3.3滤波电路 (12)3.4硬件电路实现 (13)4软件设计 (14)4.1波形产生模块 (14)4.1.1正弦波 (14)4.1.2方波 (15)4.1.3 三角波 (15)4.2频率控制模块 (16)4.3相位累加模块 (17)4.4选择波形模块 (17)4.5幅度控制模块 (18)4.6软件设计总成 (19)5 调试 (20)5.1设计及仿真调试使用设备 (20)5.2 调试方法 (20)5.2.1 硬件调试 (20)5.2.2 软件调试 (20)5.2.3 综合调试 (20)5.3 调试结果 (21)5.3.1 软件仿真结果及分析 (21)5.3.2 综合调试结果 (24)总结 (25)致谢辞 (26)参考文献 (27)附件1 ROM生成源程序 (28)附件2 40位流水线加法器程序 (30)摘要信号发生器是数字设备运行工作中必不可少的一部分,没有良好的信号源,最终就会导致系统不能够正常工作,更不必谈什么实现其它功能了。
数字音频信号发生器的设计毕业设计论文 精品
毕业设计(论文)课题名称:数字音频信号发生器的设计数字音频信号发生器的设计摘要:设计总结了其它音频信号发生器的制作经验,采用STC89C52单片机作为该系统的控制装置,选用继电器、灵敏可变电阻、5532运放等高性能元件,同时还为了系统安装保护装置(在出错的情况下能继续工作),完善的设计出一款新颖的数字音频信号发生器。
其控制器具有高速的运算能力以及内部操作的灵活性,使得产生的波形具有控制方便,输出相位连续,精度高,稳定性好等优点,具有很高的应用价值。
关键字:STC89C52单片机、音频信号发生器、CPU、错误!未找到引用源。
总线、EEPROM前言信号发生器是在电子电路设计、自动控制系统和仪表测量校正调试中应用很多的一种信号发生装置和信号源。
而正弦信号是一种频率成分最为单一的常见信号源,任何复杂信号(例如声音信号)都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的叠加,广泛地应用在电子技术试验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域的信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。
目前,常用的音频信号发生器绝大部分由模拟电路或数字电路构成,体积和功耗都很大,价格也比较贵。
随着微电子技术和计算机技术的发展,以单片机微处理器及单片机软硬件开发系统及配套产品为内容已形成了庞大并极具前途的高新技术产业,而可编程逻辑器件、SOPC等新技术的应用迅速渗透到电子、信息、通信等领域。
这里分别借助STC89C52单片机芯片运算速度高,功耗低,实时分析的优势以及其灵活的可配置性、较高的可靠性、硬件升级容易等优点设计了音频信号发生器。
目录第一章概述 (1)第二章设计思路及流程 (2)2.1 数字控制面板处理部分 (2)2.2 模拟信号处理部分 (3)第三章硬件电路设计 (4)3.1主要器件 (4)3.1.1STC89C52单片机 (4)3.1. 2 串行A/D转换器芯片ADC0832 (7)3.1.3 AT24C64 EEPROM储存芯片 (10)3.2 电路原理图 (15)第四章软件设计 (21)4.1 常量、变量说明 (21)4.2 LCD12864显示程序模块 (21)4.3 矩阵键盘程序模块 (23)4.4 PC通信升级程序模块 (25)4.5 系统主程序 (27)第五章小结 (29)致谢 (29)附录A 面板立体图 (30)附录B 成品照片 (31)附录 C 面板硬件原理图 (32)附录 D LCD12864程序清单 (33)参考文献: (45)第一章概述本设计使用STC89C52单片机、ADC0832、TDA2030等芯片,产生所需要的音频信号。
基于DSP的数字信号发生器设计
基于DSP的数字信号发生器设计一、本文概述随着数字信号处理技术的快速发展,数字信号发生器作为一种能够产生多种复杂波形信号的重要设备,在通信、雷达、电子对抗、测试测量等领域中得到了广泛应用。
传统的模拟信号发生器由于其波形种类有限、精度低、稳定性差等缺点,已经无法满足现代电子设备对高精度、高稳定性信号源的需求。
因此,基于数字信号处理器(DSP)的数字信号发生器成为了研究的热点。
本文旨在探讨基于DSP的数字信号发生器设计,介绍其基本原理、设计方案、实现方法以及性能测试等方面的内容。
文章将简要介绍数字信号发生器的概念、分类及应用领域,阐述其研究背景和意义。
文章将详细介绍基于DSP的数字信号发生器的设计思路,包括硬件平台的选择、DSP芯片的性能要求、信号发生器的总体结构设计等。
接着,文章将重点阐述数字信号发生器的核心算法,包括波形生成算法、频率合成算法、幅度调制算法等,并分析其实现原理和性能优劣。
文章将通过实验测试验证数字信号发生器的性能,包括波形精度、频率稳定性、幅度调制精度等指标,为实际应用提供参考依据。
本文旨在为从事数字信号发生器设计、开发和应用的相关人员提供有益的参考和指导,推动数字信号发生器技术的进一步发展。
二、数字信号发生器的基本原理数字信号发生器是一种能够产生各种预设或自定义数字信号的设备,这些信号包括但不限于正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
其基本原理主要依赖于数字信号处理(DSP)技术和数字到模拟转换器(DAC)。
波形数据存储:各种预设波形的数据会被存储在设备的存储器中。
这些数据通常是以数字形式存在的,可以是固定的预设波形,也可以是用户自定义的波形。
波形选择:用户可以通过设备的用户界面选择需要的波形。
一旦用户选择了特定的波形,相应的波形数据就会被加载到DSP处理器中。
数字信号处理:DSP处理器会对加载的波形数据进行处理。
这可以包括改变波形的频率、振幅、相位等参数,以及实现更复杂的信号调制和处理。
基于dds的数字式函数信号发生器设计
本科生毕业设计(论文)中文题目:数字式函数信号发生器设计英文题目: A DESIGN OF FUNCTION SIGNAL GENERATOR BASED ON DDS摘要直接数字合成是一种新的频率合成方法,是频率合成技术的一次革命,随着数字频率集成电路和微电子技术的发展,直接数字频率合成技术日益显露出它的优越性。
本文利用直接数字频率合成器(DDS)与单片机控制技术,研制和设计了高频率、高稳定度的函数信号发生器。
在系统总体方案设计中,将DDS信号发生器分成8个模块:键盘模块、单片机模块、显示模块、DDS模块、电源模块、采样保持与A/D转换模块、低通滤波器模块和放大模块,按模块进行软硬件设计。
系统的硬件设计,完成了系统的硬件总体设计,并对具体实现电路进行详细的分析和设计。
在系统软件设计中,对系统软件的主要功能按模块进行了介绍。
关键词:信号发生器 DDS 单片机频率设计ABSTRACTThe Direct Digital Frequency Synthesis is a kind of new frequency synthesis method and also a revolution in the frequency synthesis techniques. With the development of digital integrated circuits and microelectronic techniques, DDS exhibits its advantages day by day. This Paper introduces a high frequency and high stability signal generator design based on MCU control technology and direct digital synthesis (DDS).In the over all system design, the DDS signal generators would be classified into 8 module: keyboard module, single chip module, display module, DDS module,power module,sample and hold module,A/D converse module,low-Pass filter module and amplification module,where both software and hardware design are accomplished according to each module.In the design of system hardware,specific analysis and design for how to realize the electric circuits had been carried out.In the design of system hardware,specific analysis and design for how realize the electric circuits had been carried out.In the design of system software,their main functions were introduced according to module.KEYWORDS: signal generator; DDS; MCU; frequency; design目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 目录........................................................... I II 1 绪论.. (1)1.1 选题背景 (1)1.2 DDS技术的研究现状与发展趋势 (2)1.3 选题研究的目的及意义 (3)1.4 研究内容及目标 (4)2 DDS信号源设计技术基础 (5)2.1 频率合成技术 (5)2.1.1 频率合成技术指标: (5)2.2 直接数字频率合成原理 (6)2.2.1 DDS结构 (6)2.2.2 DDS的工作原理 (8)2.2.3 DDS数学原理 (9)2.3 DDS性能特点 (11)2.4 DDS芯片AD9850 (12)2.4.1 AD9850简介 (12)2.4.2 AD9850的控制字与控制时序 (15)2.4.3 AD9850频率稳定度及频率准确度 (18)3.1 系统总体硬件框图 (19)3.2 MCU主控部分硬件设计 (20)3.2.1 AT89C52的功能和结构 (21)3.2.2 AT89C52的I/O口规划 (21)3.3 AD985O外围电路设计 (23)3.3.1 晶振的选择 (23)3.3.2 AD9850电源模块的设计 (24)3.3.3 AD985O接口电路 (24)3.3.4 滤波电路 (26)3.4 采样保持与A/D转换电路 (29)3.4.1采样保持电路 (29)3.4.2 A/D转换 (30)3.5 输入输出接口电路设计 (32)3.5.1 输入接口电路设计 (32)3.5.2 输出接口电路设计 (33)3.6 功率放大器 (39)3.7 电源模块设计 (40)4.1 软件总体流程 (42)4.2 系统初始化 (43)4.2.1 AD9850初始化子程序 (43)4.2.1 max7219初始化子程序 (43)4.3 键盘扫描及按键识别子程序 (44)4.4 波形数据产生 (50)4.4.1 AD985O控制字的计算 (50)4.4.2 控制字转化子程序 (51)4.4.3 控制字传送子程序 (52)4.5 A/D转换子程序 (53)4.5八选一子程序(只用六选一) (55)4.6 其它子程序 (56)4+1 结论 (57)4+2 经济分析与报告 (59)致谢 (60)参考文献 (61)附录A 总程序 (62)附录B 原理图原件清单 (73)1 绪论1.1 选题背景在电子技术领域中,经常要用一些信号作为测量基准信号或输入信号,也就是所谓的信号源。
毕业设计(论文)-基于单片机的信号发生器设计
毕业设计(论文)中文摘要(题目):基于单片机的信号发生器设计摘要:此函数信号发生器是基于单片机AT89C51设计而成的,能够产生频率范围在0Hz—535Hz的锯齿波、正弦波、三角波、矩形波四种波形,并且能够通过液晶屏1602显示各自的波形类型以及频率数值。
首先,单片机AT89C51经过程序设计的方法生成各种数字信号,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。
接着,通过按键来控制四种波形的类型选择、和频率数值选择,并由液晶屏1602显示其频率数值和波形类型。
总的系统包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三大部分,其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。
关键词:AT89C51DAC0832 液晶屏1602Title :Abstract:This function signal generator is based on the AT89C51 microcontroller design, capable of generating frequency range 0Hz-535Hz sawtooth, sine, triangle wave, square wave, four types of waveforms, and each type of waveform and frequency can be displayed by the LCD screen 1602value. First, AT89C51 microcontroller programming method to generate a variety of digital signal through the D / A converter DAC0832 converts the digital signal into an analog signal, filtered and amplified. Then, the key to control the four waveform type selection, and frequency selection of values, the value of its frequency and waveform type is displayed by the LCD screen 1602. The total system including a signal generating part of the digital / analog converting section and a liquid crystal display section of three parts, wherein in particular for the digital / analog conversion part and the waveform generating and changing part discusses in detail.keywords: AT89C51 DAC0832 LCD in screen 1602目录1 引言 (1)1.1研究背景 (1)1.2 国内外的研究现状和发展趋势 (2)2 设计要求 (2)3 设计总体方案 (2)4 硬件电路实现 (4)4.1 单片机最小系统的设计 (4)4.1.1 时钟电路 (5)4.1.2 复位电路 (5)4.2 D/A转换电路 (6)4.3 放大滤波电路 (9)4.4 键盘模块的设计 (10)4.5 显示模块的设计 (11)5 软件程序设计 (12)6 测试仪器及测试说明 (14)结论 (14)致谢 (14)参考文献 (15)附录A (16)附录B (17)1 引言信号发生器是一种常用信号源。
数字信号发生器的设计_毕业设计论文
机电学院毕业设计(论文)设计(论文)题目:数字信号发生器的设计电学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目数字信号发生器的设计学生姓名学院专业年级指导教师职称下达任务日期年月日备注:此任务书由指导教师填写,并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。
可加附页。
摘要波形发生器是信号源的一种,主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中,它的应用非常广泛。
它不是测量仪器,而是根据使用者的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。
目前我国己经开始研制波形发生器,并取得了可喜的成果。
但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。
就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡,独立的仪器和VXI系统的模块很少,并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距,因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。
本系统利用单片机AT89S52采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形,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,能产波形。
通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化,并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值,系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分。
【关键词】信号发生器锯齿波方形波矩形波单片机ABSTRACTWaveform generator signal source is a circuit under test, mainly to provide the required known signal ( a variety of waveforms ), then with other instrument measuring the parameters of interest. Visible signal source in a variety of experimental and test processing, its application is very broad. It is not a measurement instrument, but according to the user's requirements, as the excitation source, simulation test signal, is provided to the circuit to be tested, to meet the needs of measuring or various practical needsAt present our country has already started the development of a waveform generator, and achieved gratifying results. But on the whole, our country has not form real waveform generator industry. On the current domestic mature products, a number of PC equipment card, independent of the instrument and VXI system modules rarely, and our current waveform generator types and properties are associated with similar foreign products in the larger gap, so step up to this kind of product development is imminent.This system uses single chip microcomputer AT89S52 using program design method for generating sawtooth, sine wave, square wave three waveform, then through D / A converter DAC0832converts digital signals into analog signals, filtering and amplifying, and ultimately by the oscilloscope display, can produce the waveform. Through the keyboard to control the three waveform selection, frequency change, and through the1602 LCD display their respective types and values, system generally includes a signal generating part, a D /A conversion part and a liquid crystal display part three part.【Key words】Signal generator square wave sawtooth wave rectangular wave single chip microcomputer目录前言 (1)第一章数字信号发生器的介绍 (2)第一节数字信号发生器的定义 (2)第二节研究数字信号发生器的目的及其发展 (7)第二章波形的概述 (9)第一节矩形波 (9)第二节三角波 (10)第三节正弦波 (10)第四节波形的产生 (11)第三章方案的设计 (14)第一节信号发生电路的设计 (14)第二节单片机的选择 (14)第三节显示方案 (15)第四节输入方案 (15)第四章芯片的介绍 (17)第一节AT89S52 (17)第二节DAC0832 (21)第三节LCD1602 (24)第四节RAM62256 (26)第五章系统的设计 (28)第一节硬件的设计 (28)第二节软件的设计 (34)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)前言不论是在生产还是在科研与教学上,信号发生器都是电子工程师仿真实验的最佳工具。
信号发生器(毕业设计正文)
1.能产生正弦波、三角波、方波等常见信号。
2.电路板性价比高,可靠性强,操作简单。
第
2.
信号发生器的实现方法通常有以下几种:
方案1:用分立元件组成的函数发生器,但通常是但函数发生器且频率不高,工作不稳定,不易调试。
方案2:可以由晶体管、运放IC等通用器件制作,更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。如L8038、BA205、XR2207等,他们的功能较少,精度不高,频率上限低,无法产生高频率信号,调节方式不够灵活,频率和占空比不能独立调节,二者相互影响。
[Keywords]signalgenerator;AT89C51;wave-form adjustment;DAC0832;LCD display
目录
摘要I
AbstractII
1.1课题背景2
1.2目的意义2
1.3设计要求和任务2
第2章信号发生器的方案研究3
2.1总体方案论证与设计3
2.2模块结构划分3
3.2.2
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.2
便携式和智能化越来越成为仪器的基本要求,对传统仪器的数字化,智能化,集成化也就明显得尤为重要。平时常用信号源产生正弦波,方波,三角波等常见波形作为待测系统的输入,测试系统的性能。单在某些场合,我们需要特殊波形对系统进行测试,这是传统的模拟信号发生器和数字信号发生器很难胜任的。利用单片机的强大功能,设计合适的人机交互界面,使用户能够通过手动的设定,设
- 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)。
数字信号处理结业论文姓名:杨世彪学号:031240533基于AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用AT89S51作为系统的控制核心,外围电路采用数字/模拟转换电路(DAC0832),运放电路(MC1458),按键,ISP接口等。
通过按键控制切换产生正弦波,锯齿波,三角波,方波,各类型信号的频率统一为100HZ,而幅值在-5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单,性能较好,具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机 ,波形发生器,D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【ABSTRACT】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer.AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display .The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【KEY WORDS】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论 (9)1. 波形发生器现状 (9)2. 单片机在波形发生器中的运用 (9)第一章系统设计 (10)1. 系统要求 (11)2. 系统方案选择与论证 (11)3. 系统设计原理与思路 (11)第二章硬件电路的设计 (12)1. AT89S51的介绍 (12)2. 资源分配 (15)3. 最小单片机系统的设计 (15)4. 各模块电路的设计 (17)5. ISP接口 (23)第三章软件设计 (24)1. 主程序的设计 (25)2. 锯齿波程序的设计 (25)3. 三角波程序的设计 (26)4. 正弦波程序的设计 (27)5. 方波程序的设计 (28)第四章测试仿真 (29)1. 软件仿真 (29)2. 仿真结论分析 (30)3. 硬件测试结论分析 (31)绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备,传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建,如应用555振荡电路可以产生正弦波,三角波,方波等波形,传统的波形发生器多采用这种方式设计,这种方式不应用单片机,但是这种方式存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点,在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟震动等领域往往需要低频信号源,而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果,而且低频信号源所需要的RC很大,大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度也难以保证,而且体积大,漏电,体积大是该类波形发生器的显著缺点。
2.单片机在波形发生器中的应用随着电子技术的飞快发展,单片机的应用不断的深入,基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。
单片机构成的仪器具有高可靠性,高性价比,单片机技术在智能仪表和自动化等诸多领域有了极为广泛的应用,并应用到各种家庭电器,单片机技术的广泛应用推动了社会的进步。
一块单片机芯片就是一台计算机,单片机的这种特殊的结构形式,使得其在某些应用领域,它承担了大中型计算机和通用微机无法完成的一些工作。
单片机有很多优点和特点,归纳有以下几个方面:(1)具有优异的性价比单片机尽可能的把应用所需要的存储器,各种功能的I/O接口集成在一块芯片内,因而其性能优越,而价格性对低廉(2)集成度搞,体积小,可靠性高单片机把各种功能部件集成在一块芯片上,因而集成度高,为大规模集成电路或超大规模集成电路,又内部采用总线结构,因而大大减少了芯片内部之间的连线,这大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力,同时,体积小,对于强磁场环境易于采用屏蔽措施,适合于在恶劣环境下工作。
(3)低电压和低功耗单片机大量用于携带式产品和家用消费类产品,低电压和低功耗尤为重要。
目前,许多单片机已可在2.2V电压下运行,有的已能在1.2V或0.9V下工作,功耗降至μA级,一粒钮扣电池就可长期使用。
利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号,其下限频率很低。
具有线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,频率稳定度高,抗干扰能力强,用途广泛等优点,并且能够对波形进行细微调整,改良波形,使其满足系统的要求。
只要对电路稍加修改,调整程序,即可完成功能升级。
这里介绍一种采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器做成的数字式低频信号发生器,它的特点是价格低、性能高,在低频范围稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等。
信号发生器与其它相比还具有如下优点:①较分立元件信号发生器而言,具有频率高,工作稳定,容易调试等特性;②较专用DDS芯片的信号发生器而言,具有结构简单,成本低等特性。
(4)控制功能强单片机体积虽小,但“五脏俱全”,它非常适用于专门的控制用途。
为了满足工业控制要求,一般单片机的指令系统中有极丰富的转移指令,I/O口的逻辑操作指令以及位操作指令。
其逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
结论:利用单片机采用程序设计方法来产生波形,线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,频率稳定度高,抗干扰能力强等优点,而且还能对波形进行细微的调整,改良波形,易于通过程序控制,只要对电路稍加修改,调整程序,就能实现功能的升级。
一.系统设计1.系统设计要求(1)采用AT89S51及DAC0832设计信号发生器(2)输出信号为正弦波或三角波或阶梯波(3)输出信号频率为100Hz,幅度-5V—+5V可调(4)必须具有信号输出及外接电源、公共地线接口,程序在线下载接口2.总体方案选择与论证方案一:采用模拟分立元件或单片压控函数发生器(8038)可产生三角波,正弦波等。
通过调整外部元件的参数实现频率,幅值,占空比的调整,但是由于元件太过分散,即使使用单片压控函数发生器,参数与外部条件有关。
因而产生的波形稳定性差,精度低,抗干扰能力差,价格高,且灵活性差方案二:采用单片机(AT89S51)和数模转换芯片(DAC0832)实现波形的产生,波形的产生由程序控制,向D/A的输入端按一定的规律发送数据,经过D/A和MC1458产生100HZ 频率波形,通过查询键盘或中断控制不同波形的产生。
此方案通过编程简化了外部电路,原理简单,容易实现。
方案选择:经比较,方案二明显更容易实现课程设计题目的要求。
通过编程实现不同波型的产生,并且可以通过按键实现波形的切换。
该方案线路简单,结构紧凑,系统稳定,易控制,容易调试等优点,综上分析,选择方案二实现课题要求3.系统设计基本原理和思路(1)系统原理框图如图1图1波形发生器系统框图(2)原理框图分析:该波形发生器主要由单片机(AT89S51),数模转换电路(DAC0832),电流/电压转换电路(MC1458),按键和波形指示灯电路,ISP接口等组成。
其工作原理为当按下四个按键当中的任何一个按键,就会产生相对应的波形,并且四个LED灯作为不同波形的指示。
二.硬件电路的设计1.AT89S51的介绍(1) AT89S51的介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4K的可编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数如下:●与MCS-51产品指令系统完全兼容●4K字节在系统编程(ISP)Flash 闪速存储器●1000次擦写周期● 4.0-5.5V的工作电压范围●全静态工作模式:0HZ-33MHZ●三级程序加密锁●128*8字节内部RAM●32个可编程I/O口线●2个16位定时/计数器●6个中断源●全双工串行UART通道●低功耗空闲和掉电模式●中断可从空闲模式唤醒系统●看门狗(WDT)及双数据指针●掉电标示和快速编程特性●灵活的在系统编程(ISP-字节或页写模式)(2)AT89S51的引脚图图2 AT89S51引脚图实物图(3)主要管脚说明P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。
作为输出口时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口。
作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
P1口中P1.5,P1.6,P1.7引脚的第二功能P2口:P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。