信号发生器电路设计毕业论文.doc

信号发生器电路设计毕业论文目　录 前　言 1 第1章 概 述 3 §1.1 单片机概述 3 §1.2 AT89C51概述 3 第2章 系统设计方案 4 §2.1 任务要求及分析 4 §2.1.1 设计任务及要求 4 §2.1.2 任务分析 4 §2.2 设计思路 4 §2.2.1 系统结构框图 4 §2.2.2 各功能模块设想 5 §2.3 系统总体方案设计 5 §2.3.1 硬件方案 6 §2.3.2 软件方案 6 第3章 系统硬件模块设计 7 §3.1 单片机最小系统 7 §3.1.1 复位电路 7 §3.1.2 时钟电路 7 §3.2 显示模块设计 8 §3.2.1 LCD1602介绍 8 §3.2.2 LCD1602电路连接 8 §3.2.3 LCD1602编码方式 9 §3.3 键盘模块设计 10 §3.3.1 键盘电路连接 10 §3.3.2 键盘检测原理 11 §3.4 D/A转换电路 11 §3.4.1 DAC0832结构 11 §3.4.2 DAC0832工作原理 12 §3.4.3 DAC0832硬件连接 13 §3.5 运放电路 13 §3.5.1 电流/电压转换电路 13 §3.5.2 调幅电路 14 第4章 软件设计 15 §4.1 系统主流程 15 §4.2 各程序模块设计 15 §4.2.1 初始化程序 15 §4.2.2 键盘扫描及处理程序 16 §4.2.3 波形产生程序 18 §4.2.4 显示部分程序 20 第5章 仿真结果及分析 23 §5.1 功能实现 23 §5.1.1 初始化 23 §5.1.2 正弦波仿真 23 §5.1.3 方波仿真 24 §5.1.4 三角波仿真 25 §5.1.5 锯齿波仿真 26 §5.1.6 键盘功能 27 §5.2 结果及误差分析 27 结　论 29 参考文献 30 致　谢 32 附　录 33  前　言 一、课题的意义及目的信号发生器是基础的通用仪器之一，在许多领域都有广泛的应用。传统的信号发生器可以由硬件电路搭接而成，但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积较大等缺点。随着便携式和智能化越来越成为仪器的基本要求，对传统仪器的数字化、智能化、集成化也就显得尤为重要。作为电子技术最根本的硬件基础，信号发生器也需要不断进行改进，以满足现今人们对它日益增长的需要。 在现代电子领域中，单片机的应用正在不断地走向深入，单片机构成的仪器不仅可靠性高、性价比较高、集成度高，而且处理功能强、可靠性好，而目前广泛使用的是一些标准产品，虽然有一些优点，但价格较贵，因此，用单片机来实现信号发生器以满足需要的方法是一个不可多得的方法。 二、国内外研究概况国内外的信号发生器设计方法主要有以下几种： 利用锁相环电路产生振荡来实现。这类设计电路调试困难，且对阻容元件参数要求严格；另外，由于阻容元件的稳定性差，其可靠性不高，难于保证精确度，该方案技术相对落后，对信号发生器要求不高时可采用该方案，因此，这种设计方法的应用范围也受到了限制。 利用大规模集成电路来实现。这种设计性能可靠，能够产生多种波形信号，达到较高频率，但是频率输出信号的波形和频率值精确度和准确度不高，工作不很稳定，电路较为复杂，不易调试。 利用单片集成芯片实现函数信号发生器。这种设计能产生多种波形信号，可以达到较高频率，并且能保证输信号的稳定和较高的精确度，所需的电阻、电容较少，电路也较为简单，易于调试，成本也较低。 利用专用直接数字合成DDS芯片来实现。该方法能产生任意波形的信号，并能达到很高的频率，产生信号波形的电路可以保证输出信号的频率稳定性，可以方便地调节、预置频率，波形变换方便，频率和波形的切换响应快，无过渡过程，电路结构简单，工作稳定可靠，但成本太高。 三、设计的实现本课题利用单片机采用程序设计的方法来产生低频信号，不但成本较低而且精度较高。只需要通过按键就可以控制和操作仪器、例如：波形选择、频率调节，波形类型和频率值可以通过液晶显示屏LCD1602显示，操作起来简单、方便、灵活。通过程序控制单片机来实现相关功能，避免了传统电路搭接中出现的工作不稳定、不易调试等各种问题，使得信号发生器易于控制，提高了信号精度，抗干扰能力强，并且能够对波形进行细微的调整，使其能够满足应用时的要求。 概 述 §1.1 单片机概述随着微电子技术的不断发展，计算机技术也得到迅速发展，并且由于芯片的集成度的提高而使计算机微型化，出现了单片机，也可称为微控制器MCU。单片机，即集成在一块芯片上的计算机，继承了中央处理器CPU、只读存储器ROM、定时器/计数器以及I/O电路等主要计算机部件。 从1976年9月Intel公司推出MCS-48系列单片机以来，世界上的一些著名的器件公司都纷纷推出各自系列的