簡易多功能函數(shù)信號發(fā)生器 畢業(yè)設(shè)計論文定稿.doc

分類號編號華北水利水電學(xué)院NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower畢業(yè)設(shè)計題目簡易多功能函數(shù)信號發(fā)生器院、系信息工程系專業(yè)電子信息工程姓名學(xué)號指導(dǎo)教師2010年5月20日華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告2010年月日學(xué)生姓名占丹學(xué)號200814706專業(yè)電子信息工程題目名稱簡易多功能函數(shù)信號發(fā)生器課題來源導(dǎo)師提供主要內(nèi)容背景函數(shù)信號發(fā)生器是一種能能夠產(chǎn)生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途?，F(xiàn)在我們通過對函數(shù)信號發(fā)生器的原理以及構(gòu)成設(shè)計一個能變換出三角波、正弦波、方波的簡易發(fā)生器。我們通過對電路的分析，參數(shù)的確定選擇出一種最適合本課題的方案。在達(dá)到課題要求的前提下保證最經(jīng)濟(jì)、最方便、最優(yōu)化的設(shè)計策略。按照設(shè)計的方案選擇具體的原件，焊接出具體的實物圖，并在實驗室對焊接好的實物圖進(jìn)行調(diào)試，觀察效果并與課題要求的性能指標(biāo)作對比。最后分析出現(xiàn)誤差的原因以及影響因素。課題的目的和意義通過本次設(shè)計掌握產(chǎn)品設(shè)計的流程，能靈活的使用S52單片機(jī)，并根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的元器件，充分考慮了產(chǎn)品的成本，同時通過模塊框圖到電路圖再到仿真，充分理解了相關(guān)軟件，如proteus的使用，也對整個產(chǎn)品設(shè)計時的調(diào)試等必要的環(huán)節(jié)有了更深刻的體會。本次設(shè)計的意義在于通過選元件，連線焊接，調(diào)試檢測等過程，鍛煉自己的理論聯(lián)系實際的能力和實際操作能力，從而綜合性地鞏固所學(xué)的知識。這次設(shè)計使我們學(xué)會綜合的運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識去分析、解決實際問題；較熟練地掌握了通過文獻(xiàn)檢索、資料查詢從而獲取新知識的方法；鞏固了計算機(jī)軟件、硬件或應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的基本能力。系統(tǒng)的功能要求本次設(shè)計包含以下部分：LCD液晶顯示，電源部分，按鍵控制模塊，數(shù)模裝換模塊。同時在設(shè)計上采用智能化、人性化的思路，使該系統(tǒng)具有了良好的顯示效果和簡便的操作。華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2設(shè)計思路如下：1在編程語言的選擇上，充分考慮了軟件編程的靈活性。所以本設(shè)計采用C語言作為編程語言。2在仿真工具的選擇上，采用Proteus仿真軟件。因為它實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和分析電路仿真相結(jié)合，并支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。本設(shè)計的總體目標(biāo)是：在學(xué)習(xí)S52系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出的按鍵控制波形種類和頻率的調(diào)節(jié)及相關(guān)功能部分的外圍電路，從而實現(xiàn)設(shè)計產(chǎn)品的目標(biāo)功能。其中主要的外圍功能電路有：按鍵選擇部分；LCD顯示部分；數(shù)模轉(zhuǎn)換部分；波形幅度調(diào)節(jié)部分；和信號放大部分；電源部分等。通過對以上各功能的設(shè)計，制作出的信號發(fā)生器應(yīng)具有以下功能：1、基于S52系列單片機(jī)的硬件設(shè)計；2、實現(xiàn)S52系列單片機(jī)液晶顯示的硬件設(shè)計；3、數(shù)模轉(zhuǎn)換、放大電路的設(shè)計；4、在未啟動時時，LCD不顯示，在啟動后，LCD顯示波形種類和頻率。5、最終達(dá)到以下功能輸出電壓正弦波Upp5V幅度連續(xù)可調(diào)；三角波Upp5V幅度連續(xù)可調(diào)；方波Upp5V幅度連續(xù)可調(diào)本設(shè)計的主要設(shè)計思路如下：先要根據(jù)所要實現(xiàn)的目標(biāo)和已有的的硬件條件完成理論論證，而后根據(jù)需要編寫程序，最后設(shè)計出原理圖和生成仿真圖，并用萬能板實現(xiàn)理論功能（焊接），再結(jié)合軟件檢測系統(tǒng)，并進(jìn)行調(diào)節(jié)。總體設(shè)計軟硬件結(jié)構(gòu)圖硬件原路圖華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計3軟件流程圖開始初始化調(diào)用顯示子程序調(diào)按鍵掃描子程序是否有按鍵按下N判斷功能數(shù)字鍵波形功能鍵調(diào)顯示數(shù)字子程序調(diào)波形顯示子程序Y程序總體流程圖鍵盤掃描流程圖采取的主要技術(shù)路線或方法總體設(shè)計采用的方法：1.硬件設(shè)計（1）畫硬件流程框圖，顯示各個小模塊的功能（2）考慮各種因素選擇元器件華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計4（3）畫出硬件原理圖2.軟件設(shè)計（1）畫流程圖，確定程序的執(zhí)行方案。（2）編程語言選用C語言。（3）程序的編寫上，采用模塊化的設(shè)計方法，使它具有易讀、易改的特性。（4）仿真工具使用Proteus和Keil聯(lián)調(diào)仿真軟件。3.焊接、調(diào)試預(yù)期的成果及形式通過設(shè)計能更深地了解硬件設(shè)計的基本流程和基本方法，能熟練地運(yùn)用主要的設(shè)計工具Proteus和Keil等，完成原理圖等各個步驟的設(shè)計。根據(jù)原理圖焊接出實物電路板。形式有：實物電路板、設(shè)計論文、電路圖時間安排第12周：查閱文獻(xiàn)，了解掌握吸納，構(gòu)思發(fā)生器的基本工作原理，熟悉相關(guān)的編程語言以及需求分析。第24周：做有關(guān)設(shè)計的前期工作，對該系統(tǒng)進(jìn)行總體框架設(shè)計。第47周：在該系統(tǒng)的框架下進(jìn)行編碼，實現(xiàn)預(yù)期的功能，然后進(jìn)行焊接電路板。第710周：系統(tǒng)整體設(shè)計。第1012周：畢業(yè)論文的撰寫，修改、整理出設(shè)計正稿。指導(dǎo)教師意見簽名：年月日備注華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計5摘要函數(shù)信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實驗等領(lǐng)域。且特殊波形發(fā)生器的價格昂貴。目前使用的信號發(fā)生器大部分是函數(shù)信號發(fā)生器，它具有價格低、性能高和在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等特點(diǎn)。本設(shè)計發(fā)生器采用AT89S52單片機(jī)作為控制核心，外圍采用模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路（DAC0832）、運(yùn)放電路（LM324）、按鍵和LCD液晶顯示電路等。設(shè)計采用AT89S52單片機(jī)和一片DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及一些外圍電路組成低頻信號發(fā)生器。此發(fā)生器能產(chǎn)生從10100HZ，2002000HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等信號。輸出波形的頻率和種類可用程序控制改變。在單片機(jī)上加外圍按鍵，通過按鍵控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用了LCD顯示頻率大小和波形種類。在單片機(jī)的輸出端口接DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，再通過運(yùn)算放大器進(jìn)行波形幅度調(diào)整，最后輸出波形接在示波器上顯示。本設(shè)計根據(jù)要求主要研究了軟件編程實現(xiàn)波形和頻率的可調(diào)。外圍電路實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換和信號波形放大。由于采用了LM324運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓電路，使其電路更加具有較高的穩(wěn)定性能，性能比高。此電路清晰，出現(xiàn)故障容易查找錯誤，操作簡單、方便。具有典型性。關(guān)鍵詞：函數(shù)信號發(fā)生器；單片機(jī)；DAC0832；AT89S52華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計6AbstractSignalgeneratorisacommonsignalsource,widelyusedinelectroniccircuits,automaticcontrolsystems,andteachingexperimentsandotherfields.waveformgeneratorandaspecialpriceofexpensive.Currentlyusedmostlyfunctionsignalgeneratorsignalgenerator。ithaslowcost,highperformanceandgoodstabilityatlowfrequencywithintherange,easyoperation,smallsize,powerconsumptionandsoon.ThedesigngeneratorusingAT89S52microcontrollerasthecontrol,externalanalog/digitalconversioncircuit(DAC0832),operationalamplifierscircuit(LM324),buttonsandLCDliquidcrystaldisplaycircuit.，etc.DesignusingAT89S52microcontrollerandaDAC0832DACaswellassomeperipheralcircuitalowperiodofwave.Thegeneratorcanproducefromthe10-100HZ,200-2000HZ,low-distortionsinewave,trianglewave,squarewavesignal,etc.theperiodofwavecanbecontrolledbyprocedure,atoutercirclesparepartofthemachine,plusindependencetypekeyboard,whichcancontrolwaveincreaseordecreaseofform-frequencyandthechoiceofwave-form,atthesametimeLEDdisplayfrequencysize.TheoutputofthemachineconnectDAC0832tocarryonaDAconversion，againpassoperationamplifiertoputanendexportationwave-form.Themajordesignrequiredstudyasoftwareprogrammingwaveformandfrequencyadjustable.Externaldigital-analogconversioncircuitandsignalwaveformstoenlarge.BecauseusetheLM324operationalamplifierand