毕业论文--函数信号发生器设计

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1、芜湖职业技术学院毕业设计题目函数信号发生器设计姓名王宁学号20120941系电子信息系年制3专业电子信息工程技术班级12电信二○一四年十月十五日目录摘要1一、方案设计与论证21、信号发生电路方案论证22、电压连续可调电路方案论证23、单片机的选择论证24、显示方案论证25、键盘方案论证2二、总体系统设计及模块实现31、总体系统设计32、系统各模块的理论分析和实际设计32.1波形产生模块设计32.1.1波形选择32.1.2频率调整32.2电压调整模块设计42.3电压放大模块42.4电源电路模块设计4三.硬件设计……………………………………………………………………………………….

2、1.硬件原理框图……………………………………………………………………………..2.单片机系统的设计………………………………………………………………………..3.D/A转换模块……………………………………………............................................153.1D/A芯片介绍………………………………………………......…153.2单片机与D/A转换模块的连接………………………………..…173.3D/A转换模块与运放的连接……………………………………...18四、软件设计51、软件功能52、频率步进流程图53.波形发生程序………

3、………………………….……………..…………223.1正弦波发生子程序…………………………………...…………..223.2三角波发生子程序………………………………………...……..233.3方波波发生子程序………………………………………...……..24五．仿真结果………………………………………………………………….…..25五、结论6参考文献6附录7函数信号发生器设计摘要本设计采用C8051单片机为核心，设计制作了可以步进调节频率的多波形信号发生器。芯片MAX038产生信号的频率可以通过调整电流、电压、电阻分别控制。该信号发生器能在100Hz～100kHz范围能输出可调

4、的正弦波、方波、三角波。输出稳定性良好。电压可在0~5V连续调节。信号输出部分采用低损耗电流反馈型宽带运放作电压放大，很好地解决了带宽和带负载能力的要求。通过芯片C8051F005控制数据采集和硬件电路的电压及频率显示，通过键盘控制完成频率调节，操作简便，实现效果良好。。关键词:C8051芯片，MAX038芯片，LED数码显示管，741运放一、方案设计与论证1、信号发生电路方案论证方案一：通过单片机控制D/A，输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。方案二：使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的

5、正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形。以上三种方案综合考虑，选择方案三。2、电压连续可调电路方案论证方案一：采用μA741运放构成的放大器。简单易于操作。方案二：采用数字电位器控制。数字电位器的数字控制利用串入、并出的加／减计数器在输入脉冲和控制信号的控制下可实现加／减计数。但在应用中数字电位器需要提供计数脉冲、电源、控制开关等，要比机械电位器在电路使用中复杂。以上两种方案综合考虑，选

6、择方案一。3、单片机的选择论证方案一：MCS-51系列单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机。但其内部无模数转化部件，使用时不太方便。方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快。以上两种方案综合考虑，选择方案二。4、显示方案论证方案一：采用LED数码管。LED数码

7、管由8个发光二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼具有视觉暂留特性，当每只数码管显示的时间间隔小于1/16s时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮。使用数码管显示编程较易，且显示达到要求，价格便宜。方案二：采用LCD液晶显示器。功率小，效果明显，但价格较高。以上两种方案综合考虑，选择方案一。5、键盘方案论证方案一：矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短