多种波形发生器设计论文

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1、西安建筑科技大学课程设计（论文）摘要随着电子技术的飞快发展，单片机也应用得越来越广泛，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。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。本系统利用单片机AT89C52采用程序设计方法产生锯齿波、三角波、正弦波、梯形波四种

2、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，并通过按键来控制四种波形的类型选择。本次设计主要由信号发生模块、数模转换模块和仿真模块。关键词AT89C52单片机，DAC0832，独立式键盘,Proteus，Keil共29页共30页西安建筑科技大学课程设计（论文）目录1绪论41.1波形发生器的概述41.2各种设计方案的比较51.2.1纯硬件设计法51.2.2纯软件设计法61.2.3软硬件结合设计法62硬件电路设计72.1主要芯片介绍72.1.1单片机AT89C5272.1.2DAC0832数模转换器92.1.3其他器件11

3、2.2硬件连接图112.2.1主控电路112.2.2独立式键盘122.2.3数模转换电路132.2.4驱动电路142.3总电路图143程序设计153.1主流程图的设计153.2子程序的设计163.2.1锯齿波的产生163.2.2三角波的产生173.2.3梯形波的产生173.2.4正弦波的产生183.2.5主程序204应用软件204.1Proteus204.2KeilC51225调试与仿真结果236总结26参考文献27附录28共29页共30页西安建筑科技大学课程设计（论文）1绪论1.1波形发生器的概述在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领

4、域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。1.2各种设计方

5、案的比较依据应用场合．需要实现的波形种类，波形发生器的具体指标要求会有所不同。依据不同的设计要求选取不同的设计方案。通常，波形发生器需要实现的波形有正弦波、方波、三角波和锯齿波。有些场合可能还需要任意波形的产生。各种波形共有的指标有：波形的频率、幅度要求，频率稳定度，准确度等。对于不同波形，具体的指标要求也会有所差异，例如，占空比是脉冲波形特有的指标。波形发生器的设计方案多种多样，大致可以分为三大类：纯硬件设计法、纯软件设计法和软硬件结合设计法。1.2.1纯硬件设计法共29页共30页西安建筑科技大学课程设计（论文）波形发生器设计的纯硬件法早期，波形发生器的设计主要是采用

6、运算放大器加分立元件来实现。实现的波形比较单一，主要为正弦波、方波和三角波。工作原理嗍也相对简单：首先是产生正弦波，然后通过波形变换(正弦波通过比较器产生方波，方波经过积分器变为三角波)实现方波和三角波。在各种波形后加上一级放大电路，可以使输出波形的幅度达到要求，通过开关电路实现不同输出波形的切换，改变电路的具体参数可以实现频率、幅度和占空比的改变。通过对电路结构的优化及所用元器件的严格选取可以提高电路的频率稳定性和准确度。纯硬件法中，正弦波的设计是基础，实现方法也比较多，电路形式一般有LC、RC和石英晶体振荡器三类。LC振荡器适宜于产生几Hz至几百MHz的高频信号；石

7、英晶体振荡器能产生几百kHz至几十MHz的高频信号且稳定度高；对于频率低于几MHz，特别是在几百Hz时，常采用RC振荡电路。RC振荡电路又分为文氏桥振荡电路、双T网络式和移相式振荡电路等类型。其中，以文氏桥振荡电路最为常用。目前，实现波形发生器最简单的方法是采用单片集成的函数信号发生器。它是将产生各种波形的功能电路集成优化到一个集成电路芯片里，外加少量的电阻、电容元件来实现。采用这种方法的突出优势是电路简单，实现方便，精度高，性能优越；缺点是功能较全的集成芯片价格较贵。实际中应用较多的单片函数信号发生器有MAX038(最高频率可达40MH