電子信息工程函數(shù)信號發(fā)生器論文答辯PPT模板

1、1.1.引言引言波形發(fā)生器又被稱為函數(shù)發(fā)生器，它是一種多波形的信號源，它能夠波形發(fā)生器又被稱為函數(shù)發(fā)生器，它是一種多波形的信號源，它能夠提供正弦波、方波、三角波甚至隨意波形的輸出使用。它生成一些固提供正弦波、方波、三角波甚至隨意波形的輸出使用。它生成一些固定的周期性波形（正弦波、方波、三角波、脈沖波等）信號，頻率可定的周期性波形（正弦波、方波、三角波、脈沖波等）信號，頻率可從幾個從幾個HzHz到幾十到幾十MHzMHz，在教學實踐和產(chǎn)品測試中發(fā)揮著極大的作用。，在教學實踐和產(chǎn)品測試中發(fā)揮著極大的作用。 u函數(shù)信號發(fā)生器和別的電子設(shè)備進行通信，構(gòu)成自動測試系統(tǒng)，它函數(shù)信號發(fā)生器和別的電子設(shè)備進行通

2、信，構(gòu)成自動測試系統(tǒng)，它在自動化設(shè)備、震動激勵、通訊和儀器儀表等方面有著普遍的運用。在自動化設(shè)備、震動激勵、通訊和儀器儀表等方面有著普遍的運用。由單片機制作的電子儀器具備可靠性高、價格低廉、性能優(yōu)越特點。由單片機制作的電子儀器具備可靠性高、價格低廉、性能優(yōu)越特點。在電子工程、通訊系統(tǒng)、自動化設(shè)備、遙測控制、檢測設(shè)備、儀表和在電子工程、通訊系統(tǒng)、自動化設(shè)備、遙測控制、檢測設(shè)備、儀表和計算機等技術(shù)領(lǐng)域處處可以看見它的應(yīng)用。計算機等技術(shù)領(lǐng)域處處可以看見它的應(yīng)用。2函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計任務(wù)目標：1 1、能實現(xiàn)正弦波、三角波、方波形信號輸出。、能實現(xiàn)正弦波、三角波、方波形信號輸出。2 2、電路輸出頻率可調(diào)

3、并且能顯示工作頻率。、電路輸出頻率可調(diào)并且能顯示工作頻率。3 3、頻率誤差小于、頻率誤差小于1%1%主要器件：單片機單片機STC89C52RCSTC89C52RC、DAC0832DAC0832、TL082TL082、LCD1602LCD1602、LM7812LM7812、LM7912LM7912、78L0578L05等。等。硬件設(shè)計硬件設(shè)計u系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)總體框圖u電路原理圖電路原理圖uSTC89C52RC單片機u STC89C52RCSTC89C52RC是低電壓高性能是低電壓高性能CMOSCMOS微型處理器，內(nèi)部有微型處理器，內(nèi)部有8K8K字字節(jié)可不斷擦除和寫入節(jié)可不斷擦除和寫入Flash

4、Flash只讀程序存儲器，只讀程序存只讀程序存儲器，只讀程序存儲器可以在儲器可以在5V5V電壓中電擦除寫入或運用編程器對其反復編電壓中電擦除寫入或運用編程器對其反復編程。隨機存取存儲器為程。隨機存取存儲器為512512字節(jié)字節(jié)RAMRAM。u按鍵電路按鍵電路u 按鍵電路主要是通過與單片機相連的按鍵來調(diào)節(jié)輸出函按鍵電路主要是通過與單片機相連的按鍵來調(diào)節(jié)輸出函數(shù)的和改變其頻率大小，按鍵電路需輸入數(shù)的和改變其頻率大小，按鍵電路需輸入5V5V電壓。按鍵電壓。按鍵K1 K1 在通電情況中會每次按下可以切換正弦波、三角波、在通電情況中會每次按下可以切換正弦波、三角波、方波進行輸出。按鍵方波進行輸出。按鍵K

5、2K2按下，增大輸出頻率。按鍵按下，增大輸出頻率。按鍵K3K3按按下減小輸出頻率。下減小輸出頻率。K4K4，K5K5作為電路的預留按鍵作為電路的預留按鍵。uDAC0832DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路u DAC0832DAC0832是一款是一款8 8分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換集成芯片。數(shù)模轉(zhuǎn)換分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換集成芯片。數(shù)模轉(zhuǎn)換器通常是器通常是8 8位輸入鎖存器、位輸入鎖存器、8 8位位DACDAC寄存器、寄存器、8 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和轉(zhuǎn)換控制等幾部分組成。電路和轉(zhuǎn)換控制等幾部分組成。uLCD1602LCD1602顯示電路顯示電路LCD1602LCD1602的八位數(shù)據(jù)端與的八位數(shù)據(jù)端與S

6、TC89C52RCSTC89C52RC芯片的芯片的P0P0口相連，口相連， RSRS、RWRW、E E這三個使能端分別與單片機的這三個使能端分別與單片機的P25P27P25P27相連。相連。經(jīng)過寫好程序和按鍵及旋鈕的使用調(diào)節(jié)經(jīng)過寫好程序和按鍵及旋鈕的使用調(diào)節(jié)LCD1602LCD1602屏幕上屏幕上輸出波形的類別、波形的頻率、波形的電壓等信息。輸出波形的類別、波形的頻率、波形的電壓等信息。 TL082TL082運算放大電路運算放大電路u TL082TL082是常用的高輸入阻抗雙運算放大器。是常用的高輸入阻抗雙運算放大器。TL082TL082的第一的第一級運算放大器的功能是把級運算放大器的功能是把

7、DAC0832DAC0832模塊已經(jīng)完成數(shù)模轉(zhuǎn)模塊已經(jīng)完成數(shù)模轉(zhuǎn)換后的模擬信號的電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號換后的模擬信號的電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號V1V1，第二級，第二級運算放大器的功能把運算放大器的功能把V1V1經(jīng)由反向放大電路經(jīng)由反向放大電路- -（R2/R1R2/R1）倍）倍輸出顯示相關(guān)的頻率、電壓、波形等信息。輸出顯示相關(guān)的頻率、電壓、波形等信息。u電源電路電源電路u 由于電路經(jīng)過由于電路經(jīng)過DADA轉(zhuǎn)換器后面的電壓轉(zhuǎn)換電路輸出為負電轉(zhuǎn)換器后面的電壓轉(zhuǎn)換電路輸出為負電壓，所以運算放大電路需要提供正負電源供電才能運行壓，所以運算放大電路需要提供正負電源供電才能運行, ,因此設(shè)計直流擴容穩(wěn)壓電路

8、。因此設(shè)計直流擴容穩(wěn)壓電路。程序程序u總體程序框圖總體程序框圖u 這個程序主要判斷按鍵這個程序主要判斷按鍵是否按下來實現(xiàn)正弦波是否按下來實現(xiàn)正弦波、方波、三角波三種不、方波、三角波三種不同類型波形的穩(wěn)定的輸同類型波形的穩(wěn)定的輸出出。 u 正弦波程序框圖正弦波程序框圖u 正弦波波形生成基本原理是就是由查正弦波波形生成基本原理是就是由查表指令方式獲得。表指令方式獲得。 u方波程序框圖方波程序框圖u 方波是將方波是將A=0A=0，即在通過單片機輸入輸出口向，即在通過單片機輸入輸出口向DAC0832DAC0832輸出并轉(zhuǎn)換成低電平信號進行延時到輸出并轉(zhuǎn)換成低電平信號進行延時到A=255A=255時，程

9、序在通過單片機的輸入輸出口向時，程序在通過單片機的輸入輸出口向DAC0832DAC0832發(fā)送信號輸出高電平完成翻轉(zhuǎn)在延時發(fā)送信號輸出高電平完成翻轉(zhuǎn)在延時一樣的時間就可以得到一個周期的方波波形。一樣的時間就可以得到一個周期的方波波形。 u 三角波程序框圖三角波程序框圖u 設(shè)一個變量設(shè)一個變量A A ，初始值為，初始值為00H,00H,程序初始化后不斷通程序初始化后不斷通過單片機向過單片機向DAC0832DAC0832輸出輸出數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)至A A增加至增加至FFH,FFH,后不后不斷減斷減1 1輸出至輸出至DAC0832DAC0832中進中進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這個過程就行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這個過程就可以得到一個

10、周期的三角可以得到一個周期的三角波波波波 設(shè)計實驗結(jié)果設(shè)計實驗結(jié)果u正弦波正弦波u 按下按下K1K1切換至正弦波切換至正弦波，按下，按下K2K2使得頻率加使得頻率加到到4000Hz4000Hz輸出。示波輸出。示波器顯示頻率為器顯示頻率為3974Hz3974Hz。則誤差為（。則誤差為（4000-4000-39743974）/4000=0.0065=0.65%/4000=0.0065=0.65%u方波方波u 按下按下K1K1切換至方波，按下切換至方波，按下K2K2使得頻率加到使得頻率加到1800Hz1800Hz輸輸出。示波器顯示頻率為出。示波器顯示頻率為1799Hz1799Hz。則誤差為（。則誤差

11、為（1800-17991800-1799）/1800=0.00055=0.06%/1800=0.00055=0.06%u三角波三角波u 按下按下K1K1切換至三角波，調(diào)節(jié)到切換至三角波，調(diào)節(jié)到1000Hz1000Hz輸出。示波器顯示頻率為輸出。示波器顯示頻率為1001Hz1001Hz。則誤差為（。則誤差為（1001-10001001-1000）/1000=0.001=0.1%/1000=0.001=0.1%u 函數(shù)信號發(fā)生器基本可以實現(xiàn)正弦波、三角波、方波等函數(shù)信號發(fā)生器基本可以實現(xiàn)正弦波、三角波、方波等三種波形在的輸出，可實現(xiàn)頻率三種波形在的輸出，可實現(xiàn)頻率1000Hz-5000Hz,1000Hz-5000Hz,電壓調(diào)電壓調(diào)0V-5V0V-5V的范圍調(diào)節(jié)。但是輸出波形不夠平穩(wěn)的范圍調(diào)節(jié)。但是輸出波形不夠平穩(wěn) ，不斷跳動，不斷跳動，存在一定誤差。這是因為，存在一定誤差。這是因為DAC0832DAC0832芯片來完成，芯片芯片來完成，芯片是有量化位數(shù)的，存在量化誤差，這個是無法避免的；是有量化位數(shù)的，存在量化誤差，這個是無法避免的；頻率輸出受