论文答辩基于单片机的函数信号发生器设计与仿真素材

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1、基于单片机的函数信号发生器设计与仿真设计意义本课题主要研究开发一个基于51单片机的实验用简易函数信号发生器，单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比，在智能仪表系统中得到广泛应用，不但成本较低而且精度较高，最重要的是开发简单易于调试，本文设计的信号发生器具有一定社会价值和经济价值。设计目的本课题主要研究开发一个基于51单片机的实验用信号发生器，即设计一个可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波的频率可调的简易设备。单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比，在智能仪表仪器中得到广泛应用，因此，基于单片机的函数信号发生器普及是一种趋势。论文结构1本论引言1.1单片机概述1.2信号发生器分类1.3研究

2、内容2方案的设计与选择2.1方案的比较2.2设计原理2.3设计思想2.4设计功能3硬件设计3.1硬件原理框图3.2主控电路3.3数、模转换电路3.4按键接口电路3.5时钟电路3.6显示电路4.软件设计4.1程序流程与仿真5结论与答谢致谢参考文献附录1电路原理图附录2源程序附录3器件清单系统按键设计说明通过按键“S0”—“S3”实现了方波，正弦波，三角波，锯齿波四种波形切换，键“S4”—“S7”决定锯齿波的频率，波形标准美观频率稳定可调。并且在数码管上显示出波形的频率。“S0”号键代表方波输出“S1”号键代表正弦波输出“S2”号键代表三角波输出“S3”号键代表锯齿波输出“S4”号键代表10

3、Hz，“S5”号键代表100Hz，“S6”号键代表500Hz，“S7”号键代表1KHz。设计说明6个LED显示器输出信号的频率值，选用共阳极LED，用于显示当前波形的频率。显示的模式如下0010HZ,0100HZ,0500HZ,1000HZ。频率范围：10Hz,100Hz,500Hz,1000Hz。输出波形幅度为5V。主程序的流程图:在程序开始运行之后首先是对8255进行初始化之后判断信号频率值如符合所需的频率，则重置时间常数，并通过显示器显示出来，不符则返回。在中断结束后，还要来判断波形是否符合如符合则显示其频率不符则返回重新判断。本系统的主程序流程图如右图所示：判断信号频率中断设置开

4、中断显示频率值判断波形YY根据频率值置新的时间常数8255初始化开始NN波形子程序的流程图:方波？发出D/A转换值查表求出数据正弦波？发出D/A转换值查表求出数据正弦波？发出D/A转换值查表求出数据锯齿波？发出D/A转换值查表求出数据返回中断服务程序开始硬件原理图80C51单片机为硬件系统的核心，单片机对键盘扫描读入键值确定波形与频率，通过显示电路显示频率值，通过数模转换器放大电路输出波形，通过示波器可以观察波形与频率，复位电路用于系统复位重启。系统电路原理图系统原理分析按下复位键后系统对8255初始化，PA口为输入PB口为输出PC口为输出。PA口用于扫描键盘状态，PB口用于点亮一个数码

5、管显示当前频率值，PC口用于选择数码管。通过扫描键盘将键盘状态通过P0送入单片机，如果扫描得出无按键按下则返回继续扫描直到有频率选择键按下，如果扫描得出频率不符即频率切换则重新置计数初值，更改调用频率选择子程序改变频率，否则不予改变继续往下执行。系统原理分析单片机通过P2口发出控制信息，一方面控制8255的PB口PC口来输出当前频率选择值。根据键盘扫描值判断波形选择按键是否按下，没有按下则返回等待，继续扫描直到有波形选择按键按下。有键按下但是不符即波形已经切换，则更改波形选择特征值更改波形调用子程序，根据预先设计好了的表文件控制DAC0832实现模拟到数字转换输出相应波形。波形以及频率之

6、间的转换“S0”号键代表方波输出。“S1”号键代表正弦波输出。“S2”号键代表三角波输出。“S3”号键代表锯齿波输出。“S4”号键为10Hz的频率信号。“S5”号键为100Hz的频率信号。“S6”号键为500Hz的频率信号。“S7”号键为1KHz的频率信号。方波仿真当“S0”键按下将产生方波，键“S4”—“S7”决定方波的频率。“S4”号键为10Hz频率信号，“S5”号键为100Hz频率信号，“S6”号键为500Hz频率信号，“S7”号键为1KHz频率信号。考虑到时间问题各个频率的仿真图在此不予一一列出。正弦波仿真当“S1”键按下将产生正弦波，键“S4”—“S7”决定正弦波的频率。“S4

7、”号键为10Hz的频率信号，“S5”号键为100Hz的频率信号，“S6”号键为500Hz的频率信号，“S7”号键为1KHz的频率信号。考虑到时间问题各个频率的仿真图在此不予一一列出。三角波仿真当“S2”键按下是将产生三角波，键“S4”—“S7”决定三角波的频率。“S4”号键为10Hz频率信号，“S5”号键为100Hz频率信号，“S6”号键为500Hz频率信号，“S7”号键为1KHz频率信号。考虑到时间问题各个频率的仿真图在此不予一一