【精品】信号发生器论文

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1、GUILINUNIVERSITYOFELECTRONICTECHNOLOGY单片机综合设计实训论文说明书题目：院（系）：专业：电子信息工程学生姓名：学号：—指导教师：2012年6月22日摘要信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。所以本设计利用单片机STC89C52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

2、lHz-3kHz的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液品显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。关键词：信号发生器；单片机；波形调整目录摘要I目录II第一章绪论11.1课题背景11.2课题意义1第二章信号发生器的方案研究22.1总体方案论证与设计22.1.1正弦函数22.1.2方波波形函数32.2模块结构划分4第三章硬件电路整体设计73.1基木原理73.2资源分配7第四章硬件模块设计

3、84.1复位电路84.2时钟电路84.3最小应用系统94.4按键电路94.5显示模块114.6D/A传换电路设计114.7原理图154.8PCB154.9实物图16第五章软件设设第计165.1软件总体设计165.2源程序17第六章总结与展望30致谢31参考文献32绪论第一章绪论1.1课题背景随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，史促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检

4、、自动故障诊断和自动波形形成和修止等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成口动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。1.2课题意义该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定，D/A转换，单片机（51单片机，显示电路，键盘控制），显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进

5、一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。第二章信号发生器的方案研究1.1总体方案论证与设计信号发生器的实现方法通常有以下几种：方案一：用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。方案二：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。早期的函数信号发生器IC,如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只冇300kHz,无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。方

6、案三：利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。方案四：采用STC89C52单片机和DAC0832芯片，直接连接键盘和显示。该种方案主要对AT89C51单片机的各个I/O口充分利用.P1口是连接键盘以及接显示电路,P2II连接DAC0832输出波形•这样总体來说，能对单片机各个接II都利用上,而不在多用其它芯片，从而减小了系统的成本•也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成.占用空间小，使用芯片少，低功耗。综合考虑，方案四各项性能和指标都优于其他几种方案，能使输岀频率有较

7、好的稳定性，充分体现了模块化设计的耍求，而H这些芯片及器件均为通用器件,在市场上较常见，价格也低廉，样品制作成功的可能性比较大，所以本设计采用方案四。常用波形介绍函数波形的一般表达式可以表示为y=(Q,C2....c”j),下面来介绍几种常用的函数波形⑶：2.1.1正弦函数正弦信号与余弦信号，两者只是在相位上相差2tt,可以统称为正弦信号。其一般形式为/(r)=Asin(a)r+0)(1)式中，彳为振幅，3是角频率，0为初相位。上述三量是正弦信号的三要素。它的波形见图1。正弦信号是周期信号，其周期T与频率f及角频率3之间

8、的关系为：在实际应用中经常遇到单边指数衰减的正弦信号，其波形如图2所示，表达式为：…Ae~atsincot(t>0)/(0=l0(r<0)⑶2.1.2方波波形函数方波函数是一种常用的波形函数，其表达式为:A(0"