本科论文开题报告基于单片机的低频正弦信号源设计.doc

本科毕业设计开题报告 题 目： 基于单片机的低频正弦信号源设计 专 题： 院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 题 目 基于单片机的低频正弦信号源设计 来源 教师科研 1、研究目的和意义 信号发生器是一种常用的信号源，长期以来都是由模拟电路构成。然而在科学研究和生产实践中，模拟电路生成的低频信号往往不能令人满意。? 在数字化时代的今天，由模拟电路组成的信号发生器已经淡出了人们的视线，取而代之的是电路简洁、功能多样、功耗低的数字电路。它们被运用在各种科学技术领域和工程实践中，给人们的日常生活带来更多的便利。? 利用单片机通过程序设计方法来产生的低频信号，其频率底线很低、线路相对简单，结构紧凑、体积小、频率稳定度高、抗干扰能力强。 2、国内外发展情况(文献综述) 早在1978年，由美国Wavetek公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取样频率为5MHz，可以形成256点(存储长度)波形数据，垂直分辨率为8bit，主要用于振动、医疗、材料等领域的第一代高性能信号源。经过将近30年的发展，伴随着电子元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化，信号发生器的性能有了飞速的提高。 与此同时，由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。 3、研究/设计的目标： 设计一个正弦信号发生器，要求正弦波的频率、幅度和零点分别可调。 （1）频率可调范围：0.1 Hz～10kHz，可分档设计；（2）输出幅度可调范围：5V?0.2V ～1V?0.2V； （3）输出信号零点偏移范围： 2.5V?0.2V； （4）失真度：1% ；（5）应具有数字显示正弦波的频率、幅度和零点偏移量的功能。 4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 本设计是基于AT89C51单片机的数字式低频正弦信号发生器，采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路（LF356）、按键和显示电路等，采用C语言编程。通过控制波形数据启动D/A的时间间隔、放大器增益等，来得到所需的频率可调、幅度可调的低频正弦信号输出。 单片机电路：AT89C51外接12M晶振作为时钟频率。并采用电源复位设计。 HYPERLINK /s?q=%E5%A4%8D%E4%BD%8D%E7%94%B5%E8%B7%AFie=utf-8src=wenda_link \t _blank 复位电路采用上电复位，它的工作原理是，通电时，电容两端相当于短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过对电容充电。RST端电压慢慢下降，降到一定程序，即为低电平，单片机开始工作。用定时/计数器作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值，允许定时器溢出中断。 键盘和显示电路：键盘和显示电路由 HD7279芯片进行管理， 无需外围电路， 只需要外接少量的电阻， 即可构成完善的显示、键盘接口电路。而与 CPU 的接口采用 SPI串行接口方式。 D/A电路：由DAC0832和LF356组成。单片机向DAC0832发送数字编码，产生不同的输出。先利用 HYPERLINK /s?q=%E9%87%87%E6%A0%B7%E5%AE%9A%E7%90%86ie=utf-8src=wenda_link \t _blank 采样定理对各波形进行抽样，然后把各采样值进行编码，得到的数字量存入各个波形表，执行程序时通过查表方法依次取出，经过D/A转换后输出就可以得到波形。 5、方案的可行性分析： 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很