信号发生器论文
信号发生器论文(DOC)
函数信号发生器函数信号发生器1.概述1.1 任务说明1.设计、调试方波、三角波、正弦波发生器2.输出波形:方波、三角波、正弦波3..频率范围三段:10~100Hz,100 Hz~1KHz,1 KHz~10 KHz4.正弦波U≈3V,三角波U≈5V,方波U≈14V1.2 信号发生器发展现状随着信息科技的发展,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,这就需要能产生高频信号的振荡器。
在电子工程中,常常用到正弦信号,作为信号源的振荡电路,主要的要求是频率准确度高、频率稳定性好、波形失真小和振幅稳定度高等。
在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火,超声波焊接,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。
可见,正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。
正弦波振荡电路广泛应用于无线电通讯、广播电视,工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器等。
正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。
它的频率范围很广,可以从一赫以下到几百兆以上;输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦;输出的交流电是从电源的直流电转换而来的。
1.3 信号发生器的分类信号发生器用途广泛、种类繁多,它分为通用信号发生器和专用信号发生器两大类。
专用仪器是为某种专用目的而设计制作的,能够提供特殊的测量信号,如调频立体声信号发生器、电视信号发生器等。
通用信号发生器应用面广,灵活性好,可以分为以下几类:1、按发生器输出信号波形分类按照输出信号波形的不同,信号发生器大致分为正弦信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器和随机信号发生器。
应用最广泛的是正弦信号发生器。
正弦信号是使用最广泛的测试信号。
这是因为产生正弦信号的方法比较简单,而且用正弦信号测量比较方便。
函数信号发生器也比较常用,这是因为它不仅可以输出多种波形,而且信号频率范围较宽。
信号发生器硬件电路设计论文
摘要本文讲述的是一个能产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形的信号发生器的设计,具有连续可调的频率和幅度,同时也具有超功率报警系统。
为了满足要求,这个设计是以AT89S52单片机为核心的控制芯片,其外围连接有按键电路,显示电路,D/A转换电路,运算放大电路和功率输出电路等,大致工作方式是通过按键给单片机相应的信号,单片机通过控制外围的各电路,就会在显示屏上出现相应的波形及其频率的大小,就这样实现信号发生器的功能。
本设计基本上满足了所需信号发生器的要求,通过仿真与调试,所产生的波形达到了预期的结果,性能比较好。
经过测试与仿真实验,总体上来说,该设计是比较成功的,它的设计比较简单,主要由单片机来控制各个部分,与其他信号发生器相比,成本不高,但功能比较强大,性能也很稳定,能够适用于多个需要信号发生器的场合,具有很大的实用价值。
关键字:单片机,D/A转换,信号发生器,运算放大器ABSTRACTThis article is about a can produce sine wave, triangle wave, square wave, sawtooth waveform signal generator design, with continuously adjustable frequency and amplitude, but also has a super-power alarm system.In order to meet the requirements, the design is based on AT89S52microcontroller as the core control chip, which is connected to the external key circuit, display circuit, D / A conversion circuit, operational amplifier circuits and power output circuits, etc., generally works by key corresponding to the microcontroller signal, the microcontroller each circuit by controlling the peripheral, it will appear on the display of the waveform corresponding to the size and frequency, and thus realize the function of the signal generator. This design basically meet the requirements of the desired signal generator, simulation and debugging, the resulting waveform to achieve the expected results, the performance is better.Many times through testing and simulation experiments, on the whole, this design is more successful, its design is relatively simple, mainly by the microcontroller to control various parts, compared with other signal generator, the cost is not high, but more powerful , the performance is very stable, can be applied to the signal generator to a plurality of occasions,with great practical value.Key word : MCU, D / A conversion, signal generator,operational amplifier目录前言 (1)第1章方案设计和选择 (4)1.1单片机的特点 (4)1.2信号发生器的概述 (4)1.2.1信号发生器的分类 (5)1.2.2信号发生器的现状 (5)1.3方案的设计与比较 (6)1.3.1 三个方案 (6)1.3.2 方案比较 (6)1.4原理与控制芯片 (7)1.4.1 设计原理 (7)1.4.2 控制芯片选择 (8)1.5研究的内容 (8)第2章硬件设计 (9)2.1基本原理 (9)2.2所用芯片介绍 (9)2.2.1 AT89S52单片机 (9)2.2.2 芯片DAC0832 (12)2.2.3 芯片TLC549 (14)2.2.4 运算放大器LM324 (15)2.3部分电路原理 (16)2.3.1 主控电路 (16)2.3.2 时钟电路 (16)2.3.3 按键接口电路 (17)2.3.4 显示电路 (18)2.3.5 复位电路 (18)2.3.6 运算放大电路 (19)2.3.7 功率放大电路 (20)第3章软件设计 (21)3.1主程序流程图 (21)第4章仿真与调试 (23)4.1软件仿真结果 (23)4.2仿真结果分析 (25)4.3硬件调试 (26)4.4调试结果分析 (28)第5章总结与展望 (29)5.1总结 (29)5.2展望 (30)参考文献 (31)附录A (34)附录B (35)附录C (36)前言信号发生器是一种最有历史的测量仪器,早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。
信号发生器的毕业论文
信号发生器的毕业论文信号发生器的毕业论文引言:信号发生器是电子工程中常用的一种测试仪器,它能够产生各种不同频率和波形的信号,用于测试、调试和研究电子设备。
在现代电子技术的发展中,信号发生器起到了至关重要的作用。
本篇论文将从信号发生器的原理、应用和发展趋势等方面进行探讨,以期对信号发生器的研究和应用提供一定的参考。
一、信号发生器的原理信号发生器的原理是通过电子元件的运算和控制,产生不同频率、幅度和波形的电信号。
其基本构成包括振荡器、放大器和输出接口等。
振荡器负责产生基本的振荡信号,放大器将振荡信号放大到所需的幅度,输出接口则将信号输出到被测设备。
在信号发生器的振荡器中,常用的振荡电路有RC振荡电路、LC振荡电路和晶体振荡电路等。
这些振荡电路根据不同的频率范围和精度要求,选择合适的电路结构和元件参数,以确保信号发生器的稳定性和准确性。
二、信号发生器的应用信号发生器广泛应用于电子设备的测试、调试和研究领域。
其中,主要包括以下几个方面的应用:1. 电子设备测试:信号发生器可以模拟各种不同的输入信号,用于测试电子设备的性能和响应。
例如,通过改变信号的频率和波形,可以测试电子设备对不同频率的响应情况,以评估其频率特性。
2. 通信系统测试:信号发生器在通信系统测试中起到了至关重要的作用。
它可以产生模拟的通信信号,用于测试通信设备的传输质量和性能。
通过调整信号的频率和幅度,可以模拟不同的通信环境,以评估设备在不同条件下的工作情况。
3. 信号调试和分析:信号发生器可以产生复杂的信号波形,用于调试和分析电子设备的工作状态。
通过观察信号的波形和频谱特性,可以判断设备是否正常工作,并找出可能存在的问题。
4. 电子研究和教学:信号发生器是电子研究和教学中常用的实验工具。
它可以帮助学生和研究人员理解电子原理和信号处理的基本概念。
通过实验和观察不同信号的特性,可以提高学生的实践能力和理论水平。
三、信号发生器的发展趋势随着电子技术的不断发展,信号发生器也在不断演进和改进。
低频信号发生器设计论文
基于单片机的低频信号发生器设计论文要摘单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
本文以STC89C52可输出正弦波、方波、信号发生器通过硬件电路和软件程序相结合,波形和三角波、三角波、梯形波,波形的频率在一定范围内可改变.硬件电路和软件频率的改变通过软件控制。
介绍了波形的生成原理、该信号发1440HZ的波形。
部分的设计原理。
本系统可以产生最高频率生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
;D /A单片机转换; 关键词:低频信号发生器;Abstracta of microcontroller as the core design This paper takes STC89C52 frequency function generator.The signal generator through a combination of hardware circuit and software program.Can output sine wave, square of frequency triangle wave, trapezoidal wave,The wave, triangle wave, and 。
The waveform certain waveform can be changed in a rangethe frequency are changed by software control,This paper introduces design of software part generating principle, hardware circuit and of principlewaveforms,This system can produce the maximum frequency of 1440HZ waveform,The signal generator has the advantages of small volume, low price, stable performance, complete functions.microcomputer low-frequency Keywords: chipsignalgeneratorD /A conversion一、设计选题及任务设计题目:基于单片机的信号发生器的设计与实现.任务与要求:设计一个由单片机控制的信号发生器。
基于单片机的多功能信号发生器毕业论文
单位代码: 005分类号: TN 本科毕业论文(设计)题目:基于单片机的多功能信号发生器设计专业:电子信息工程姓名:学号:指导教师:职称:毕业时间:基于单片机的多功能信号发生器设计摘要:信号发生器常被用来当作信号发生源,它可以产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波,并且各波形的幅度和频率可调,正是因为信号发生器可以产生各种波形的信号,因此在在电路实验和设备检测生产实践和科技领域中都有着广泛的应用。
本系统主要包括四个部分,电源供电,单片机最小系统,DA转换,显示。
本系统主要用89C52 单片机与DA转换器TLC5615构成的函数信号发生器,可产生方波、三角波、正弦波,可以由程序控制改波形的周期,并可以通过按钮实现不同波形切换。
DA输出信号的幅值为0-2.5V,频率步进1KHz可调,实际信号频率通过4位数码管显示。
关键字:TLC5615;89C52;DA转换;信号发生器Multi-function signal generator based on single chipmicrocomputerAbstract:Placing signage at signal generator is often used as a signal, it can produce various waveform, such as triangle wave, sawtooth wave, rectangle wave (including square wave), sine wave, and the wave amplitude and frequency adjustable, it is because the signal generator can produce various waveform signal, therefore in circuit experiment and test equipment in the field of production practice and science and technology has a wide range of applications.System mainly includes four parts, power supply, single chip microcomputer minimum system, DA conversion, display. This system mainly USES the 89 c51 and constitute of the DA converter TLC5615 function signal generator, can produce square wave, triangle wave, sine wave, can be controlled by the program to change the cycle of the waveform, and can implement different waveform by pressing the button switch. Output signal amplitude of 0-2.5 V, step 1 KHZ frequency is adjustable, the actual signal frequency through the four digital tube display.Keywords: TLC5615;89C52;DA converter;signal generator目录1引言 (1)2 方案论证 (1)2.1单片机选择与论证 (1)2.2 DA选择与论证 (1)2.3 显示模块选择与论证 (2)2.4 输入按键选择与论证 (3)3硬件电路设计 (4)3.1硬件设计总体框图 (4)3.2 系统原理框图简介 (4)3.3 单片机最小系统设计 (4)3.3.1 单片机主控电路 (5)3.3.2单片机最小系统组成 (5)3.4 DA输出设计 (6)3.4.1芯片简介 (7)3.4.2 TL431简介 (7)3.4.3 D/A转换器的组成 (8)3.4.4 D/A转换器的主要技术指标 (8)3.6 按键电路 (10)4 软件设计 (11)4.1软件设计总流程图 (11)4.2 波形输出软件设计 (11)4.2.1 DA转换器软件设计 (12)4.2.2 方波产生软件设计 (13)4.2.3 三角波产生软件设计 (13)4.2.4 正弦波产生软件设计 (14)4.3 显示程序设计 (15)4.4 波形频率设定 (16)5 系统调试与仿真 (17)5.1 方波仿真图 (17)5.2 正弦波仿真图 (18)5.3三角波仿真图 (18)6 结语 (18)致谢 (20)参考文献 (21)附录1电路原理图 (22)附录2电路PCB图 (23)附录3程序 (24)1引言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。
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。
相位信号发生器毕业设计论文
摘要本设计给出了以单片机AT89S52为核心配合TI公司的DA转换器7524和优质低功耗运算放大器2335设计的相位信号发生系统,实现相位在0~359º变化,频率在1~50Hz可调(经测试可达到60Hz)。
系统由单片机实现控制与显示功能,通过模数转换芯片TLC7524CN把经放大器OPA2335AID放大后的两路正弦波信号,送入示波器进行测量,测量两路信号的相位差分辨率精确到1º,并加入键盘与LED显示功能,使得系统具有智能化,人性化的特色。
主要内容有系统功能和设计方案、硬件构成和软件设计过程、结合软件和硬件的调试分析设计中出现的问题和解决方案。
关键词:DA转换器;相位信号的产生;单片机;放大器目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的现状 (1)1.2 相位信号发生器的基本原理 (2)1.2.1 相位和相位差的概念 (3)1.2.2 信号发生器技术的发展 (4)1.2.3 信号发生器技术的分类 (5)1.3 研究内容与意义 (6)第2章系统设计方案与实现 (9)2.1 频率和相位的设计思路 (9)2.2 系统硬件组成 (9)2.2.1主要元器件介绍 (11)2.2.2 系统硬件 (14)2.2.3 功能模块原理阐述 (14)2.3 软件程序设计 (16)2.3.1 显示子程序 (16)2.3.2 键盘控制子程序 (16)2.3.3 主控制程序 (16)第3章系统测试与误差分析 ........................................................................ (17)3.1 测试环境和测试 (17)3.2 数据处理分析 (17)3.3 小结 (17)第4章总结与展望 (19)致谢 (21)参考文献 (23)附录 (25)第1章绪论第1章绪论1.1 课题研究的现状现代相位测量技术的发展可分为三个阶段[1]:第一阶段是在早期采用的诸如李沙育法、阻抗法、和/差法、三电压法等,这些测量方法通常采用比对法和平衡法,虽然方法简单,但测量精度较低;第二阶段是利用数字专用电路、微处理器等来构成测试系统,使测量精度得以大大提高;第三阶段是充分利用计算机及智能化测量技术,从而大大简化设计程序,增强功能,使得相应的产品精度更高、功能更全。
毕业设计(论文)-简易信号发生器的设计[管理资料]
简易信号发生器的设计目录摘要Abstract第1章前言 (3)第2章信号发生器的发展现状 (4) (4) (4)第3章方案的设计 (5)方案的选择 (5) (5)第4章单元电路设计 (6) (6) (6)正弦波振荡电路 (7)电路工作原理 (7) (9)电压比较器 (10) (10) (11)积分电路 (12) (12) (12)第5章整体电路仿真 (14) (14) (15)第6章结束语 (17)参考文献答谢词附录摘要信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、方波、正弦波的电路。
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。
本设计通过对信号发生器的原理以及构成进行分析,设计了正弦波—方波—三角波简易信号发生器。
设计中首先确定了电路方案:由直流稳压电源电路、文氏振荡器、迟滞比较器、积分器组成;接着对各单元电路的的工作原理进行了分析,由直流稳压电源电路提供所需电压,文氏振荡器产生正弦波,迟滞比较器产生方波,积分器产生三角波,同时对电路中各元器件的参数进行了计算。
最后利用相关仪器进行测试,测试达到了设计要求。
关键词:直流稳压电源电路;文氏振荡器;迟滞比较器;积分器AbstractSignal generator is a kind of can produce much waveform, such as triangle wave, square wave, sine wave circuit. Signal generator in the circuit experiment and test equipment in a very wide range of purposes. The design of the principle of the signal generator and structure analysis, design of sine wave-square wave-triangle wave simple signal generator. Design of the first set by a dc voltage circuit scheme: power supply circuit, venturi oscillator,hysteresit comparator, integrator composed; Then each unit circuit of the principle is analyzed by dc stabilized voltage power supply circuit, provide the voltage required, venturi oscillator produce sine wave, hysteresit comparator produce square wave, integrators produce triangle, and at the same time in the circuit to wave the parameters of each component was calculated. Finally, using the related instrument testing, testing meet the design requirements.Keywords: dc stabilized voltage power supply circuit; Venturi oscillator; Hysteresit comparator; integrator第1章前言能产生多种波形,如三角波、方波、正弦波的电路被称为信号发生器,又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有广泛的应用。
函数信号发生器论文
摘要本文设计低频信号发生器,以AT89C52 单片机为核心,通过键盘输入控制信号类型和频率的的选择,采用DA 转换芯片输出相应的波形,同时以LCD 显示器进行实时显示信号相关信息。
我们采用C 语言进行编程,可实现方波,三角波,和正弦波三种波形的产生,且波形的频率可调。
经测试该设计方案线路优化,结构紧凑,性能优越,满足设计要求。
关键字:单片机,DA 转换,信号发生器第一章绪论1.1 选题背景及其意义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,如方波、锯齿波、三角波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
在通信、广播、电视系统,在工业、农业、生物医学领域内,函数信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。
1.2 单片机概述单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU 随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片机具有集成度高、系统结构简单、使用方便、实现模块化、可靠性高、处理功能强、速度快等特点,因为被广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
1.3 信号发生器分类信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
因其应用广泛,种类繁多,特性各异,分类也不尽一致。
按信号波形可分为正弦信号、函数信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类;按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器、标准信号发生器和功率信号发生器;按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。
MAX038信号发生器论文
信号发生器摘要:该波形发生器以MAX038函数发生器为核心,采用数字、模拟结合的方法,产生正弦波、三角波和方波信号,频率范围可达10Hz~1MHz,并能进行七个频率段的选择,后级采用集成运放来提高输出波形质量并增强带负载能力,最终得到所要求的输出波形,较好的满足大多数实验与检测的需求。
一、方案设计与论证1、波形发生及频率合成部分方案一:采用555集成芯片函数发生器,555可以产生可变的正弦波、方波、三角波及实现频率控制。
方案二:采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038,产生频率(0.001~300KHZ)可变的正弦波、三角波、方波及数控频率调整。
但是,由于ICL8038自身的限制,输出频率稳定度只有10-3(RC振荡器)。
而且,由于压控的非线性,频率步进的步长控制比较困难。
方案三:采用MAX038函数发生器,MAX038是一个精密高频波形产生器。
能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波信号。
频率范围从0.1Hz~20MHz,最高可达40MHz,各种波形的输出幅度均为2V(P-P)。
占空比调节范围宽,占空比和频率均可单独调节,二者互不影响,占空比最大调节范围是10%~90%。
波形失真小,正弦波失真度小于0.75%,占空比调节时非线性度低于2%。
方案四:采用DDS波形发生技术,采用FPGA和单片机相结合的方式实现对频率的控制。
将比例乘法器(CC14527)以及相应的大量控制逻辑集成在FPGA 中,既减少了大量硬件连线,又降低了干扰,系统实现方便,性能稳定。
但是,DDS成本高,资金需要量大,并且DDS器件很难买到。
经比较,在本设计中采用方案三。
2、模拟部分方案一:由于MAX038输出幅度为2V,根据设计要求,在1KΩ负载条件下,输出正弦波信号的电压峰—峰值V opp在0~5V范围内可调,为了增加系统的带负载能力,考虑加入高精度、高速度的运放OPA604,为保持信号稳定减小波形的失真度加入一级缓冲BUF634,以提高输出电压,使输出频率可调并稳定。
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。
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。
信号发生器课程设计(论文)
信号发生器课程设计论文摘要信号发生器是一类非常重要的电子仪器,在做实验、进行产品研制和调试以及系统测试中都是必不可少的,而一般的信号发生器是由硬件组成的,它的输出频率范围宽,各项指标高,性能优良,因而在对输出波形要求较高的地方被广泛采用。
这种仪器的缺点是电路复杂,成本高,输出波形种类不多,不够灵活。
在对波形指标要求不高、频率要求较低的场合,可以用单片机构成一个波形发生器,产生所需要的各种波形.这样的函数发生器靠软件产生各种波形,小巧灵活,便于修改,且成本低廉,容易实现。
本设计用DA转换器0832和核心控制器89C51实现数字信号发生器的课程设计。
关键词:89C51,DAC0832,D/A转换器目录绪论 (1)1硬件设计 (1)1.1 单片机电路 (1)1.2 D/A转换电路 (2)1.3 信号发生器总电路图 (3)1.4 频率数码显示电路 (4)2软件设计 (4)2.1 主程序流程图 (4)2.2 方波流程图 (5)2.3 阶梯波产生流程图 (6)2.4 三角波程序流程图 (7)2.5 正弦波程序流程图 (9)2.6 中断响应流程图 (9)2.7 软件程序 (10)2.8 仿真结果 (14)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)绪论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AT89C51采用程序设计方法产生阶梯波、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。
DDS信号发生器完整论文
摘要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。
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。
本设计主要有三大模块,主控制器模块、信号发生模块和液晶显示模块。
采用AT89S52单片机为主控制器,由它来控制DDS芯片AD9835再通过DAC0832,它是一个8位的数模转换器,可以完成数字量输入到模拟量输出的转换,然后经运放调节电压幅度,产生1MHz~15MHz的正弦波和方波,最后由液晶屏显示。
液晶屏采用的是四线电阻触摸式。
其重点讨论了AD9835基本工作原理、DAC数模转换及其与89S52单片机控制系统的硬件结构和软件设计框图,此外还增加了触摸屏,应用起来比较方便。
关键词:单片机89S52;AD9835芯片;DAC0832;触摸屏AbstractSignal generator is signal power or oscillator in production practice and science and technology has been widely used in the field. Various waveform curve can be expressed by trigonometric function equations. For example in telecommunications, broadcasting and television systems, high-frequency radio frequency (need) emission, here is the carrier of radio frequency waves, video and audio (low) signals or carrying out the pulse signal, need to be able to produce high-frequency oscillator. In industry, agriculture, biomedical fields, such as in high-frequency heating, smelting, quenching, ultrasonic diagnosis, nuclear magnetic resonance imaging, etc, all need power or big or small, high or low frequency or the oscillator.The three main module design, control module, signal module and LCD module. AT89S52 SCM, mainly adopted by it to control the controller chip AD9835 DAC0832 through spurious again, it is a of 8 bits can be completed digital-to-analog converters, digital input to the analog output conversion, then the op-amp regulation, to meet the requirements of the voltage waveform, finally by the display on the LCD panel. LCD USES is four line resistance feeling. This paper discusses the basic principle of work, and AD9835 89S52 interface, the single chip microcomputer control system, the hardware structure and software design, working principle and touch screen.Key words:SCM;AD9835 chip;DAC0832;TouchScreen目录1 绪论 (1)1.1课题研究的意义与作用 (1)1.2DDS的研究现状与发展趋势 (1)1.3DDS系统简介 (2)1.3.1 DDS的基本原理 (2)1.3.2DDS的性能特点 (3)2 系统设计 (4)2.1系统组成 (4)2.2方案论证与比较 (4)2.2.1 正弦波产生方案论证与选择 (4)2.2.2 幅度和频率控制方案 (6)2.2.3 模拟幅度调制 (7)2.2.4 数字PSK/ASK载波调制 (8)3 硬件电路模块设计 (10)3.1正弦信号产生模块 (10)3.2输出电压幅度控制 (12)3.3模拟和数字调制 (13)3.5触摸屏显示模块 (13)3.5.1 工作原理 (13)3.5.2 硬件设计 (13)4 单片机AT89S52简介 (16)4.1AT89S52的引脚及其功能 (16)4.1.1 I/O口 (18)4.1.2 P3口的第二功能 (19)4.2特殊功能寄存器 (19)5 系统软件设计 (21)5.1如何进行程序设计 (21)5.2流程图 (21)5.5.1 主流程图 (21)5.5.2 初始化AD9835 (22)结论 (24)参考文献 (25)附录一:电路原理图 (26)附录二:源程序 (27)致谢 (36)1 绪论1.1 课题研究的意义与作用1971年,美国学者j. Tierney等人撰写的“A Digital Frequency Synthesizer”文中首次提出了以全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。
基于PLL信号发生器的设计毕业论文
1 引言随着通信技术、数字电视、航空航天和遥控技术的不断发展,对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率数量的要求也越来越高。
为了提高频率的稳定度,经常采用晶体振荡器等方法来解决,但它很难产生多个频率信号。
而频率合成技术,可以通过对频率进行加、减、乘、除运算,从一个高稳定度和高准确度的标准信号源,产生大量具有同样高稳定度和高准确度的不同频率。
频率合成器是从一个参考频率中产生多种频率的器件。
基于频率合成器的这以一特点,利用锁相式频率合成技术,可以制作高稳定度、宽频带的正弦波信号发生器。
2 设计要求利用锁相环技术产生一个失真度小、频率从30MHz到100MHz的可调的正弦波信号。
根据频率的不同选择不同步进的标准频率。
当信号处于较低频率时,选择步进为1KHz的标准频率,此时它的最小误差不大于0.8%;当信号在较高的频率段时,选择以25 KHz为标准频率,它的最小误差不大于0. 5%。
3方案论证与比较3.1 压控振荡器方案论证与选择方案1:采用分立元件构成。
利用低噪声场效应管,用单个变容二极管直接接入振荡回路作为压控器件。
图3-1 压控振荡电路电路是电容三点式振荡器,如图3-1所示。
该方法实现简单,但是调试困难,而且输出频率不易灵活控制[1]。
方案2:采用压控振荡器和变容二极管,及一个LC谐振回路构成变容二极管压控振荡器。
只需要调节变容二极管两端的电压,便可改变压控振荡的输出频率。
由于采用了集成芯片,电路设计简单,系统可靠性高,并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。
综上所述,方案2具有更优良的物性和更简单的电路构成,所以使用方案2作为本次设计的方案。
3.2 频率合成器的设计方案论证与选择方案1:采用直接式频率合成器技术,将一个或几个晶体振荡器产生的标准频率通过谐波发生器产生一系列频率,然后再对这些频率进行倍频、分频或混频,获得大量的离散频率。
其组成框图如3-2所示。
直接式频率合成器频率稳定度高,频率转换时间短,频率间隔小。
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
基于STM32的信号发生器设计论文
摘要摘要信号发生器是一种能产生多个函数信号的的仪器,常见的有正弦波、方波、三角波等。
在电子技术飞速发展的今天,信号发生器作为各种信号源无论在实验室还是在设备检测中已经具有十分广泛的用途。
传统的信号发生器大多是基于模拟电子技术设计制作的,这种信号源制作简单,成本低廉,但是它的缺点也很多,比如不便于存储,频率稳定度差,失真度高等。
DDS是以全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的合成原理。
本设计采用DDS和单片机技术相结合,以STM32F103RBT6芯片及AD9834为核心设计了一种幅度、相位、频率都可调节的信号发生器,它不仅能克服传统的正弦波信号发生器的缺点,而且由模拟乘法器产生调幅电路、采用数字键控的方法实现二进制PSK、ASK信号,且频带较宽、频率稳定度高,波形良好。
该信号发生器具有更强的市场竞争力,在跳频技术、无线电通信技术方面具有比较广阔的发展前景。
关键字:信号发生器,STM32F103RBT6,DDS,AD9834IABSTRACTABSTRACTSignal generator can generate multiple functions is a signal of the instrument, common have a sine wave, square wave, triangle wave, etc. In today's rapid development of electronic technology, signal generator as a variety of signal source in the laboratory or in the equipment testing has a very wide range of USES. Most of the traditional sine wave signal generator is designed based on analog electroni c technology, this is simple and low cost production source, but it has many shortcomin gs, such as it is not easy to store,its frequency stability is poor, high distortion and so on. DDS is a new synthetic principle which based on the all-digital technology, starting fro m the concept of phase direct synthesis of waveforms required.This design uses DDS an d microcontroller technology, the AD9850 DDS chip to the core ,design a sine wave sig nal generator,whose magnitude, phase, frequency can be regulated.It’s not only can over come the traditional shortcomings of the sine wave signal generator, and the amplitude circuit is produced by the analog multiplier , the digital keying is used to achieve binary PSK, ASK signal, and it has wide band, high frequency stability, wave good. The signal generator has a stronger market competitiveness, in the frequency hopping, radio comm unication technology has relatively broad prospects for development.Key words: signal generator, STM32F103RBT6, DDS, AD9834II目录目录第1章引言 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 研究目标和意义 (2)1.3 研究思路 (2)第2章方案论证 (3)2.1 主控制器 (3)2.2 信号发生源 (4)2.3 系统稳压模块 (5)2.4 DDS稳压模块 (5)2.5 频率控制模块 (5)2.6 串口模块 (6)2.7 显示模块 (6)第3章硬件模块详解 (8)3.1 STM32F103RBT6简介 (8)3.1.1 综述 (8)3.1.2 结构概览 (8)3.1.3 特性 (9)3.1.4 芯片引脚排列说明 (10)3.2 信号发生模块 (12)3.2.1 综述 (12)3.2.2 特点和优势 (12)3.2.3 芯片引脚排列及功能 (13)3.3 正弦调制信号的产生 (15)3.4 三角波调制信号的产生 (16)3.5 LCD显示器 (17)3.5.1 综述 (17)3.5.2 基本特征 (17)3.5.3 控制器接口信号说明 (18)III目录第4章硬件电路设计 (20)4.1 STM32主控电路及液晶显示电路 (20)4.2 AD9834信号源模块 (22)4.3 系统电源模块及DDS电源 (23)4.4 控制模块 (24)4.5 串口模块 (24)第5章系统软件设计及调试 (26)5.1 Keil软件的介绍 (26)5.2 系统软件设计 (27)5.2.1 软件流程图 (28)5.2.2 系统软件设计原理 (28)5.3 信号产生的程序 (29)5.4 测试仪器 (31)5.4.1 技术性能 (34)5.5 指标测试 (34)5.5.1 正弦波指标测试 (34)5.5.2 三角波指标测试 (34)5.5.3 方波指标测试 (34)5.6 测试结果 (35)参考文献 (38)致谢 ...........................................................................错误!未定义书签。
基于DSP的正弦波信号发生器本科毕业设计论文
基于DSP的正弦波信号发生器本科毕业设计论文摘要:本文以数字信号处理(DSP)为基础,设计并实现了一种正弦波信号发生器,该发生器能够生成高质量、稳定的正弦波信号。
通过对DSP算法和各模块的设计,实现了信号的频率、幅度和相位的可调节,以及频谱图的显示功能。
在硬件实现方面,本文采用了TMS320F2808型号的DSP芯片,并结合了一些外围电路,使得信号的输出更加稳定和准确。
实验结果表明,本设计具有较高的性能和可靠性,达到了预期的设计要求。
关键词:数字信号处理,正弦波信号发生器,DSP芯片,频率可调节,幅度可调节,相位可调节1.引言正弦波信号在很多领域中应用广泛,如通信、电子音乐、声音合成等。
传统的正弦波信号发生器一般是采用模拟电路实现的,但其稳定度和精度受到一些固有的限制。
随着数字信号处理(DSP)技术的发展和普及,利用DSP芯片实现正弦波信号发生器成为可能。
本文基于DSP技术,设计并实现了一种高性能的正弦波信号发生器。
2.正弦波信号发生器的算法设计通过对正弦波信号的数学表示和DSP算法的分析,本文设计了一种高效的正弦波信号生成算法。
算法的核心是离散傅里叶变换(DFT),通过将正弦波信号分解为多个频率分量的叠加,从而实现了频率可调节的功能。
另外,为了实现幅度和相位的可调节,本文还引入了振幅缩放和相位偏移的技术。
3.正弦波信号发生器的硬件设计本文选取了TMS320F2808型号的DSP芯片作为核心控制器,并结合了一些外围电路,实现了正弦波信号的输出。
其中,DSP芯片负责信号的计算和控制,外围电路则负责信号的放大和滤波以及频谱图的显示。
为了提高信号的稳定性和准确性,本文还采用了高精度的时钟模块,以及稳定的电源供应。
4.正弦波信号发生器的实验结果通过在实验中对正弦波信号发生器进行功能测试和性能评估,本文验证了该设计的有效性。
实验结果表明,该正弦波信号发生器具有较高的稳定性和精度,能够生成高质量的正弦波信号。
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目录一设计任务与要求 (1)二方案设计及论证 (1)三单元电路设计与参数计算 (3)3.1单片机最小系统 (3)3.2数模转换电路 (4)3.3运算放大器电路和低通滤波电路 (5)3.4显示电路 (6)3.5键盘显示模块的设计 (7)3.6软件设计流程 (7)3.7软件仿真 (8)四安装与调试 (11)4.1调试过程 (11)4.2出现的问题与解决的方法 (11)4.3调试结果 (12)五性能分析与测试 (13)5.1测试仪器 (13)5.2测试数据 (13)5.3性能总结 (14)六结论与心得 (14)参考文献 (15)附录1仿真图 (15)附录2源程序 (16)一、 设计任务与要求信号发生器又称信号源或振荡器,是现今各种电子电路实验设计中不可或缺的仪器设备之一。
按信号波形可分为正弦信号、函数信号、脉冲信号和随机信号发生器四类;按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器、标准信号发生器和功率信号发生器;按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫描式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。
本课程设计要求利用单片机构造低频信号发生器,可产生正弦波、方波和三角波三种波形,再通过/D A 转换器把数字信号转变成模拟信号,经运算放大器输出到示波器,与此同时,外接LCD 显示输出信号的类型和频率。
● 基本要求(1) 用单片机实现波形的输出;(2) 用LCD 显示输出波形的类型和频率; (3) 输出波形中不能产生尖峰干扰; (4) 按键可切换波形;(5) 输出频率范围:110Hz KHz ;(6) 误差要求:正弦波频率误差1%<,方波上升沿和下降沿的时间均应小于2s μ,频率误差0.1%<,三角波失真率3%≤; (7) 响应时间15s <。
● 拓展功能(1) 实现输出波形的幅值可调:输出电压范围012V 连续可调; (2) 实现输出波形频率可调:110Hz KHz 可调。
二、 方案设计及论证设计一个由单片机控制的信号发生器。
运用单片机系统控制产生方波、三角波、正弦波。
信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。
并可通过按键切换信号的波形。
并用LCD 显示输出波形的类型和频率。
● 总体方案方案1:利用8951AT C 单片机和数模转换器件0832DAC 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。
至于波形的产生,首先产方案2:利用8952AT C 单片机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0832DAC 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,通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化,最终输出显示其各自的类型以及数值。
本方案的系统原理框图如下:图2系统原理框图(方案2)经比较,方案2既可满足课程设计的要求,并且所用元器件经济简单,容易实现。
改变幅度方案:方案1:可以将送给DA 的数字量乘以一个系数,这样就可以改变DA 输出电流的幅度,从而改变输出电压;但是这样做有很严重的问题,单片机在做乘法运算时需要很长的时间,这样的话输出波形的频率就会很低,达不到至少500Hz 的要求;并且该方案的输出电压做不到连续可调,当DA的输入数字量比较小时,输出的波形失真就会比较严重。
方案2:将输出电压通过一个运算放大器放大,运放的反馈电阻为滑动变阻器。
这样还有个优点是幅度连续可调。
经比较,方案2既可满足课程设计的要求,并且电路简单。
三、单元电路设计与参数计算3.1单片机最小系统STC C RC、振荡器和复位电路3部分组成,它是主控制器主要由单片机8952单片机工作的必要组成部分,又称为单片机最小系统,如图3所示。
它是系统的控制中枢,也是整个系统的核心部分。
在系统中发挥3项作用:(1)实现人机对话;(2)控制波形的产生;(3)处理键盘和显示电路的信号。
图3 单片机最小系统● 时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。
单片机本身就如一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地作。
单片机内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚1XTAL ,其输出端为引脚2XTAL 。
而在芯片的外部,1XTAL 和2XTAL 之间跨接晶体振荡器和微调电容,从而构成一个稳定的自激振荡器。
电容器1C 和2C 的作用是稳定频率和快速起振,电容值的范围在530pF pF ,典型值为30pF 。
晶振的频率通常选择两种6MHz 和12MHz 。
只要在单片机的1XTAL 和2XTAL 引脚外接晶体振荡器就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。
由于频率较大时,三角波、正弦波、方波等波形中每一点延时时间为几微秒,故延时时间还要加上指令时间即可得到指定频率的波形,该电路用12MHz 晶振。
● 复位电路复位电路是使单片机的CPU 或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态,并从这一状态开始工作。
通常单片机复位电路有两种:上电复位电路,按键复位电路。
上电复位电路:上电复位是单片机上电时复位操作,保证单片机上电后立即进入规定的复位状态。
它利用的是电容充电的原理来实现的;按键复位电路:它不仅具有上电复位电路的功能,同时它的操作比上电复位电路的操作要简单的多。
如果要实现复位的话,只要按下RESET 键即可。
它主要是利用电阻的分压来实现的。
本系统选用了按键复位电路。
3.2数模转换电路由于单片机产生的是数字信号,要想得到所需要的波形,就要把数字信号转换成模拟信号,所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器0832DAC 。
0832DAC 主要由8位输入寄存器、8位DAC 寄存器、8位/D A 转换器以及输入控制电路四部分组成。
但实际上,0832DAC 输出的电量也不是真正能连续可调,而是以其绝对分辨率为单位增减,是准模拟量的输出。
0832DAC 是电流型输出,在应用时外接运放使之成为电压型输出。
根据对0832DAC 的数据锁存器和DAC 寄存器的不同的控制方式,0832DAC 有三种工作方式:直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。
本设计选用直通方式。
图5 运算放大电路和低通滤波电路LM的2管脚与DAC的(IOUT2)12管脚相连,324324LM的3管脚与0832REF管脚相DAC的9 0832LM的1管脚与0832DAC的(IOUT1)11管脚相连,324连。
第一级运算放大器的作用是将0832DAC 输出的电流信号转化为电压信号1V ,第二级运算放大器的作用是将1V 通过反向放大电路放大()21R R -倍。
题目要求输出的电压在012V 可调,而1V 的电压大约是5V ,所以1R 选择5k Ω的电阻,2R 选择20k Ω的电位器,最大的输出电压为()52020V k k V ⨯ΩΩ=,最小电压为0,可以实现题目要求的012V 。
在第二个运算放大器的输出端连接了一个低通滤波器。
如果不加低通滤波器,也能够生成波形,但是产生的信号中毛刺很多,加一个低通滤波器不仅起到的滤波的作用,还起到了平滑的作用。
低通滤波器的截止频率:1234F R C π=⨯⨯⨯这里我们选择3R 为100Ω,6C 为0.1F μ,截止频率16F KHz =。
实验表明,此时的输出波形效果不错。
3.4显示电路通过液晶1602显示输出的波形、频率,其电路图如:图6 显示电路如上图所示,1602的八位数据端接单片机的1P 口,其三个使能端RS 、RW 、E 分别接单片机的 3.2 3.4P P 。
通过软件控制液晶屏可以显示波形的种类以及波形的频率。
D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0E R W R S V S S V D D V E E13.5键盘显示模块的设计本系统采用独立键盘,其连接电路图如下:图7 键盘显示模块如图7所示,按键1用来切换输出波形,按键2和3用来调节频率的加减。
当按按键2时输出波形的频率减小,按按键3时输出波形的频率增加。
3.6软件设计流程AT C单片机,用编程的方法来产生三种波形,并通过编程本系统采用8952来切换三种波形以及波形频率的改变。
具体功能有:●各个波形的切换;●各种参数的设定;●频率增减等。
AT C芯片中,然后插到系统中即可独软件调通后,通过编程器下载到8952立完成所有的控制。
软件的流程图如下:图8软件设计流程图3.7软件仿真●仿真环境PC机,3Keil uVision,Pr otues调试说明:正弦波、矩形波、三角波信号的输出,通过对独立键盘来实现其的不同波形的输出以及其频率的改变。
●仿真过程当程序下进去时经过初始化,液晶屏的上只显示"wave:"和"f:",当开关一按一下是此时输出波形为正弦波,按两下时输出为方波,按三下时输出为三角波。
另外两个开关可以调节频率。
DAC在进过滤由单片机采用编程方法产生三种波形、通过DA转换模块0832波放大之后输出。
⏹正弦波程序:if(s1num==1) //正弦波//{for(j=0;j<255;j++){P0=tosin[j];delay1(ys);}}其仿真结果如下:图9 正弦波波形 方波程序:if(s1num==2) //方波//{P0=0xff;delay1(ys);P0=0;delay1(ys);}其仿真结果如下:图10 方波波形 三角波程序:if(s1num==3) //三角波//{if(a<128){P0=a;delay1(ys);}else{P0=255-a;delay1(ys);}a++;}其仿真结果如下:图11 三角波波形四、安装与调试4.1调试过程● 不通电,用万用表根据电路图仔细检查各线路连接是否正常。
● 首先是调试单片机最小系统,用__488STC ISP V 软件通过串口下程序。
看是否可以正常下程序。
● 当可以正常下载程序时,给51单片机下一个让所有/I O 口一会儿输入0,延时,再输出1,以此类推。
用万用表测量各/I O 口得电压是不是一会儿高,一会儿低。
安上DA 和运算放大器芯片,给单片机下一个输出正弦波的测试程序,通过示波器看输出是否正常。
● 给单片机下一个完整的程序,分别按下1S ,看波形是否改变。
按下2S ,看频率是否改变。
4.2出现的问题与解决的方法● 调试单片机的串口时,发现不能正常的下程序。
我想可能是复位电路存在问题,因而将复位电容由10F μ改为22F μ,结果可以正常下载程序了。
● 刚开始写的测试程序输出的波形失真很大。
我想可能是波形的ROM 表里的数据值过小,导致DA 输出的误差很大。