毕业论文_函数发生器硬件电路设计

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1、毕业论文目录1引言12总体方案设计22.1三种基本方案及思路22.2各方案优缺点以及最终方案选定22.3本次设计要求43系统框图及总体原理概述44各部分模块电路设计54.1硬件单元模块设计54.1.1键盘电路54.1.2晶振电路54.1.3单片机电路54.1.4电源电路64.1.5数模转换电路64.1.6滤波放大电路74.2软件设计74.2.1软件简介74.2.1.1Proteus软件简介74.2.1.2KeiluVision3软件简介84.2.2软件设计流程图85系统调试96仿真实现过程96.1系统仿

2、真图96.2正弦波输出106.3方波输出106.4锯齿波输出106.5三角波输出116.6方波占空比增减输出对比图116.7以正弦波为例的频率增减输出对比图117结果分析127.1结论概述127.2设计创新亮点127.3设计中的不足和完善想法128心得体会12参考文献14全文共17页6379字17函数波形发生器硬件电路设计计算机与信息工程学院2009级通信班田小东指导教师张鹏举讲师摘要此文从硬件角度介绍了一种应用AT89C51单片机设计的一台函数波形发生器，它包括：键盘电路，晶振电路，数模转换电路，滤波

3、放大电路等硬件模块。能在示波器上输出方波、矩形波、三角波和正弦波并可以调节频率以及方波输出占空比的大小。其输出结果表明了此设计具有实用性强，电路操作简单，智能性好的特点。关键词单片机；正弦波；智能性1引言函数波形发生器，可以产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波等)信号，频率范围从几微赫到几十兆赫。它在国内外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，都需要射频发射。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电子测量领域。函数发生器在测量中作

4、为信号源的应用也是非常广泛的[1]。国际上波形发生器技术发展主要体现在以下两个方:（1）过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得波形发生器能应用于越来越广的领域。波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易。波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式，复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v=f(t)形式的波形方程的数学表达式产生。从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展，对各种计算机语言的飞速

5、发展以及对任意波形发生器软件方面的技术起到了推动作用。目前可以利用可视化编程语言(如VisualBasic,VisualC等等)编写任意波形发生器的软面板，同样允许从计算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。（217）随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又重新繁荣起来。不过现在新的台式仪器的形态，和几年前的己有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半。要得到一个频率稳定的正弦波、矩形波等多种波形的方法也很多，但是就

6、国内外研究人员大多数研究状况都表明设备的成本都比较昂贵，电路比较复杂，为了节约成本，故本次设计利用单片机的基本性质，数字电路，模拟电路，通信原理以及C语言的应用，采用软硬件的方法来实现一个稳定性、可靠性较好，智能性强，电路操作简单，成本较低，能在键盘电路的控制下输出正弦波、方波、锯齿波、三角波并且频率可以调整、方波的占空比也可以进行调整的函数波形发生器。2总体方案设计2.1三种基本方案及思路与老师和组员协商后，大致有三种设计方案。方案一:利用ICL8038芯片和外接少量的元器件，制成能够产生正弦波、矩形

7、波和三角波信号，幅度及频率范围可调整技术指标先进、用途广泛的多功能函数波形发生器。方案二:应用AT89C51单片机配合键盘电路，数模转换电路，数码管等在示波器上实现方波、矩形波、三角波和正弦波的输出，并通过按键电路能实现频率增减以及方波占空比的增减。能达到实用性强，智能性好的特点。方案三:采用EDA技术，利用VHDL编程语言和综合设计能力设计出能输出矩形波、方波、三角波和正弦波以及测量范围为1hz——100khz，其幅度为100mV——5V的函数波形发生器。2.2各方案优缺点以及最终方案选定方案一优点:

8、ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成芯片，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz～30KHz的正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号，输出波形的失真小，正弦波失真度还可降低到0.5%。三角波的线性度高达0.1%。由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。利用ICL8038芯片进行设计，其总体电路组建比较简单，很大程度上减轻了设计难度，节约了制作的成本。17方案一缺点:此方案采用纯硬件制作，无需软件设计，