波形发生器——模电课程设计

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1、0000大学机电工程学院本科生课程设计课程：模拟电子技术基础题目：波形发生器班级：111姓名：学号：指导老师：完成日期：2012.7.6模拟电子技术课程设计摘要波形发生器是用来产生一种或多种特定波形的装置，这些波形通常有正弦波、方波、三角波、锯齿波，等等。以前，人们常用模拟电路来产生这种波形，其缺点是电路结构复杂，所产生的波形种类有限。随着单片机技术的发展，采用单片机电路产生各种波形的方法已变的越来越普遍。虽然，可能产生的波形会呈微小的阶梯状，但是，只要设计得当，这一问题可以得到一定的解决。本设计使用的是

2、555_virtual构成的发生器,可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变 本设计制作的波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角波、锯齿波等。20模拟电子技术课程设计目录1设计的目的及任务（4）1．1课程设计的目的（4）1．2课程设计的任务与要求（4）1．3课程设计的技术指标（4）2电路设计总方案及原理框图（6）2．1电路设计原理框图（6）2．2电路设计原理图（6）2．3方案设计（7）2．4主要芯片介绍（7）3各部分电路设计（9）3.1系统的电路总图(

3、9)3.2正弦波(9)3.3方波产生电路(10)3.4三角波(12)4电路仿真(14)4.1Multisi(14)4.2仿真电路(14)5实验结果(17)5.1调试产生方波-三角波的电路(17)5.2设计数据(17)6设计总结(18)7仪器仪表清单(20)20模拟电子技术课程设计1设计的目的及任务1.1课程设计的目的1.1.1利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。1.1.2本次课程设计是以微机为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波、方波、

4、梯形波等）且频率、幅度可变的函数发生器。1.1.3掌握各个接口芯片的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。1.1.4在平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此，缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。1.1.5通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器，使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目，更可以锻炼大家微机知识的

5、应用。1.2设计任务和要求1.2.1设计要求：设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。输出波形频率范围为0.02HZ~20HZ且可连续调。各种波形幅值均连续可调。设计电路所需的直流电源。写出设计报告1.2.2方案论证，确定总体电路原理方框图及原理图。1.2.3单元电路设计，元器件选择。1.2.4仿真调试及测量结果1.3设计的技术指标20模拟电子技术课程设计1.3.1可实现正弦波，并且正弦波在信号频率范围20Hz～20kHz连续可调；频率稳定度较高。实现了方波，三角波，锯齿波，并

6、且信号幅度可以在一定范围内连续可调1.3.2各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调1.3.3设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。2电路设计总方案及原理图20模拟电子技术课程设计2.1电路设计原理框图RC振荡电路积分电路方波三角波反相输入的滞回比较器生成生成输入积分电路输入图12.2电路原理图图22.3方案设计20模拟电子技术课程设计2.3.1电路设计：由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波，经过滞回比较器输出的方波经过积分器积分可得到三角波，三角波又触发比

7、较器自动翻转形成方波，然后经过同相输入迟滞比较器和充放电时间常数不等的积分器，共同组成锯齿波电压产生器电路。2.3.2.设计思路：课设需要各个波形的基本输出。如输出锯齿波、三角波、方波。这些波形的实现的具体步骤：锯齿波实现很简单，只需要一开始定义一个初值，然后不断的加1，当溢出后又重初值开始加起，就这样循环下去。三角波的实验过程是先加后减，实现方法是先从00H开始加1直到溢出后就执行减1操作，就这样不断调用这个循环。方波的实现方法是连续输出一个数，到某个时候就改变一下值，可以把值定义为正极性的，也可以是负

8、极性。正弦波的实现是非常麻烦的。它的实现过程是通过定义一些数据，然后执行时直接输出定义的数据就可以了。通过P1口和开关K0-K4相连接来控制各个波形的输出。能根据k0-k5键状态进行波形切换，开关键向上接“1”，产生波形，向下拔接“0”，无波形输出。如K0键向上拔，K1-K4键向下拔，产生锯齿波；K1键向上拔，K0、K2-K4键向下拔，产生三角波；……以此类推。2.4主要芯片介绍2.4.1元件选型：555定时器。2.4.2主要