基于單片機的信號發(fā)生器開題報告

基于單片機的信號發(fā)生器開題報告內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告

注：表格根據(jù)所填內(nèi)容可進行調(diào)整，可多頁。

一、設(shè)計總體方案

利用AT89S52單片機采用程序設(shè)計方法產(chǎn)生鋸齒波，正弦波，矩形波，方波四種波

形，再通過D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來，通過鍵盤來控四種波形的類型，頻率變化，最終輸出顯示其各自的類型及數(shù)值

圖4.1硬件原理框圖

二．硬件各單元電路方案設(shè)計與選擇

1、單片機的選擇

方案一：AT89S52芯片中只有一路模擬輸出或幾路模擬信號非同步輸出，這種情況下CPU對DAC0832執(zhí)行一次寫操作，則把一個數(shù)據(jù)直接寫入DAC寄存器，DAC0832的輸出模擬信號隨之對應變化。輸出波形穩(wěn)定，精度高，濾波好，抗干擾效果好，連接簡單，性價比高。

方案二：C8051F005單片機是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與8051兼容的微控制器內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標準8052的數(shù)字外設(shè)部件，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件，而且執(zhí)行速度快。但其價格較貴

方案三：采用單片機編程的方法來實現(xiàn)。該方法可以通過編程的方法來控制信號波形的頻率和幅度，而且在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實現(xiàn)頻率的變換。此外，由于通過編程方法產(chǎn)生的是數(shù)字信號，所以信號的精度可以做的很高。

以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一

2.鍵盤設(shè)計方案比較

方案一：矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的按鍵觸點接于由行、列母線構(gòu)成的矩陣電路的交叉處。當鍵盤上沒有鍵閉合時，所有的行和列線都斷開，行線都呈高電平。當某一個鍵閉合時，該鍵所對應的行線和列線被短路。

方案二：獨立式鍵盤。獨立式鍵盤具有硬件與軟件相對簡單的特點，其缺點是按鍵數(shù)量較多時，要占用大量口線。

以上兩種方案綜合考慮，選擇方案二。

3、D/A轉(zhuǎn)換部分

由于單片機產(chǎn)生的是數(shù)字信號，要想得到所需要的波形，就要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，所以該文選用價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易并具有8位分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832。DAC0832主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。但實際上，DAC0832輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對分辨率為單位增減，是準模擬量的輸出。DAC0832是電流型輸出，在應用時外接運放使之成為電壓型輸出。

根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式：單緩沖方式和雙緩沖方式。選用直通方式。

4、顯示部分電路設(shè)計

方案一：采用LCD數(shù)碼管。LCD數(shù)碼管由8的法官二極管組成，每只數(shù)碼管輪流顯示各自的字符。由于人眼的視覺，當每只數(shù)碼管顯示的時間間隔小于1／16S時人眼感覺不到閃動，看到的是每只數(shù)碼管常亮。使用數(shù)碼管顯示編程較易，但要顯示內(nèi)容多，而且數(shù)碼管不能顯示字母。

方案二：采用LCD液晶顯示器1602.其功率小，效果明顯，顯示編程容易控制，可以顯示字母。

綜合考慮選擇第二個方案。

三、軟件設(shè)計

采用AT89S52單片機，用編程的方法來產(chǎn)生四種波形，并通過編程來切換四種波形及波形頻率的改變。信號發(fā)生器的軟件設(shè)計包括按鍵處理程序、正弦波產(chǎn)生程序、方波產(chǎn)生程序、三角波產(chǎn)生程序、鋸齒波產(chǎn)生程序幾個主要部分。主程序的主要功能接收用戶鍵盤輸入的數(shù)據(jù)(信號參數(shù)的預制、選擇)和控制指令，單片機發(fā)送數(shù)據(jù)及控制指令，按要求輸出信號。

四．仿真調(diào)試

當硬件電路和軟件部分均整理完畢后，則將編寫好的軟件程序放在ISIS軟件環(huán)境下將硬件與軟件結(jié)合進行仿真調(diào)試。

第二篇：函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計的開題報告1900字

武漢大學珞珈學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告

論文題目：函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計系：電子信息科學系學號：姓名：

一、論文選題的目的和意義

目的：利用當前所學知識簡易的設(shè)計并制作一臺函數(shù)型號發(fā)生器。

意義：信號發(fā)生器亦稱函數(shù)發(fā)生器，主要作為實驗用信號源，是現(xiàn)今各種電

子電路實驗設(shè)計應用中必不可少的儀器設(shè)備之一。目前，市場上常見的波形發(fā)生

器多為純硬件的搭接而成，波形種類多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。用分

立元件組成的函數(shù)發(fā)生器，通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高,其工作不很穩(wěn)定,

不易調(diào)試;用集成芯片的函數(shù)發(fā)生器，可達到較高的頻率和產(chǎn)生多種波形信號,

但電路較為復雜且不易調(diào)試。利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生多種波形,

達到較高的頻率,且易于調(diào)試;利用專用直接數(shù)字合成DDS芯片的函數(shù)發(fā)生器，

能產(chǎn)生任意波形并達到很高的頻率,但成本較高。

二、國內(nèi)外關(guān)于該論題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

當今是科學技術(shù)及儀器設(shè)備高度智能化飛速發(fā)展的信息社會，電子技術(shù)的進

步，給人們帶來了根本性的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代電子領(lǐng)域中，單片機的應用正在不斷的走

向深入，這必將導致傳統(tǒng)控制與檢測技術(shù)的日益革新。單片機構(gòu)成的儀器具有高

可靠性、高性能價格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛

的應用，并走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響汽車，處處可見其應用。因此，單片機技術(shù)開發(fā)和應用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。

信號發(fā)生器作為一種常見的應用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的一般可以完全由硬件

電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取

的路徑之一，不用依靠單片機。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范

圍小，電路復雜和體積大等缺點。在科學研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學，地震模擬機械振動等領(lǐng)域常常要用到低頻信號源。而借用計算機技術(shù)

和DDS技術(shù)直接產(chǎn)生的各種波形頻率高，成本高。

三、論文的主攻方向、主要內(nèi)容、研究方法及技術(shù)路線

論文的主攻方向：以某種波形為第一波形，在利用第一種波形導出其它波形。

較為流行的波形導出方式是，先產(chǎn)生三角波，然后在產(chǎn)生正弦波，方波。

主要內(nèi)容：認真學習和研究各類函數(shù)信號發(fā)生器的原理；廣泛閱讀有關(guān)文獻和資料；充分利用MAX038芯片設(shè)計制作出一臺能達到如下要求的函數(shù)信號發(fā)生器，要求如下：

1、能產(chǎn)生正弦波、方波和三角波三種周期性波形；

2、輸出信號頻率在100Hz～1MHz范圍內(nèi)可調(diào)，輸出信號頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10-3；

3、在1kΩ負載條件下，輸出正弦波的電壓峰-峰值在0～5V范圍內(nèi)可調(diào)；

4、輸出信號波形無明顯失真。

研究方法：

1、由于該設(shè)計要能產(chǎn)生正弦波、方波和三角波三種周期性波形；輸出信號頻率在100Hz～1MHz范圍內(nèi)可調(diào)，輸出信號頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10-33；在1kΩ負載條件下，輸出正弦波的電壓峰-峰值在0～5V范圍內(nèi)可調(diào)；故該設(shè)計選擇MAXO38芯片來完成。

2、基于MAX038的函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計系統(tǒng)框圖如下圖：

基于MAX038的函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計系統(tǒng)框圖

技術(shù)路線：基于MAX038的程控函數(shù)信號發(fā)生器。

四、論文工作進度安排

20xx年12月：完成選題；

20xx年2月26日～3月3日：完成開題報告；

20xx年3月13日～3月26日：完成方案選擇和初步設(shè)計；

20xx年3月27日～4月16日：組裝和調(diào)試電路，實現(xiàn)設(shè)計方案；

20xx年4月17日～5月7日：對設(shè)計進行修改和總結(jié)，完成設(shè)計論文初稿；20xx年5月8日～5月21日：和指導老師探討，對設(shè)計論文初稿進行修；20xx年5月21日～5月27日：交出修改完畢的論文，并能演示實物。

五、論文主要參考文獻

[1]陳尚松．電子測量與儀器(第2版)．北京：電子工業(yè)出版社，2007

[2]趙茂泰.電子測量儀器設(shè)計.武漢：華中科技大學出版社，2010

[3]李朝青