开题报告-基于AT89S52的信号发生器设计.doc

选题的依据及意义： 信号发生器亦称函数发生器，主要作为实验用信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，波形种类多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。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;用集成芯片的函数发生器，可达到较高的频率和产生多种波形信号,但电路较为复杂且不易调试。利用单片集成芯片的函数发生器，能产生多种波形,达到较高的频率,且易于调试;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。 信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的一般可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC要很大。大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证。体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。 利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低。具有线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强，用途广泛等优点，并且能够对波形进行细微调整，改良波形，使其满足系统的要求。只要对电路稍加修改，调整程序，即可完成功能升级。 由于微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其它电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化[5]。 美国国家仪器公，司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器（Virtual Instruments，简称VI）的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期。从一般传统仪器的设计模型看，一种仪器无非是由数据采集、分析处理、人机交互和显示等几部分功能模块组成的整体。因此，我们可以设想在必要的数据采集硬件和通用计算机支持下，通过软件设计实现仪器的全部功能，这就是虚拟仪器设计的核心。 以前广泛使用的函数发生器芯片是ICL8038,它的主要性能指标是最高振荡频率只有100KHZ，而且三种输出波形从不同的引脚输出，使用很不方便。 随着计算机技术和测量技术的不断发展，两者的结合日益紧密，计算机控制PC机的虚拟仪器将得到更广泛的应用。其成本低，升级容易，通过改变软件设置可以实现仪器功能的变换等。 早在20年代，当电子设备刚出现时，发生器就出现了。随着通信和雷达技术的发展，40年代就出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪成为定量分析的测量仪器。同时还出现了可用来测试脉冲电路或用于脉冲调试器的脉冲信号发生器。由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，（与数字仪器，示波器相比）因此发展比较缓慢。知道1964年才出现了第一台全晶体管的信号发生器。 自60年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器、扫频信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器和性能指标也有了大幅度提高，同时简化机械结构、小型化、多功能等方面也有了显著的发展。 在70年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波。而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波，方波，三角波，余弦波、上弦波等几种常用的波形，产生其他波形时，需要采用比较复杂的电路和机电结合的方法。 在70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器。A/D D/A，硬件和软件使函数信号发生器的功能扩大，产生更复杂的波形。 90年代末，出现了几种真正的高性能、高价格的函数发生器，但是HP公司推出了型号HP770S的信号模拟装置系统，它由HP8770A任意波形数字化和HP1776A的波形发生软件组成。HP8770A实际上也只能产生8种波形，而且价格昂贵。不久以后，Analogic公司推出了型号为Data—2020的发生器，Lecroy公司生产的型号为9100的任意发生器。 到了二十一世纪，随机集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过GHZ的DDS芯片，同时也推动了函数发生器的发展。 利用单片机 STC89C52 和 8 位 D/A 转换芯片 DAC0832 共同实现正弦波、方波、三角波这三种常见波形的发生。要求频率和幅值在线可调，频率的调节范围为：100Hz--10KHz，幅值的调节范围为：0--5V。 本课题研究方案 信号发生器