基于单片机的函数信号发生器设计毕业论文-张强.doc

毕 业 论 文（设计） 论文题目：基于单片机的函数信号发生器设计 学生姓名：张 强 学 号：1101010114 年级专业：2011级应用电子技术1班 指导老师：陈 燃 系 别：电子信息 湖南·长沙 二0一四年三月 目 录 摘要 1 1绪论 2 1.1单片机概述 2 1.2信号发生器的分类 2 1.3研究内容 2 2方案的设计与选择 2 2.1方案与比较 2 2.2设计原理 3 2.3设计思想 3 2.4设计功能 4 3硬件设计 5 3.1硬件原理框图 5 3.2主控电路 5 3.3显示电路 6 3.4数/模转换电路 6 3.5放大、分频电路 7 3.6模/数转换电路 9 3.7按键、复位、时钟电路 11 4软件设计 12 4.1主程序流程图 12 4.2中断程序流程图 13 5成果展示与总结 25 5.1成果展示 25 5.2总结 26 参考文献 27 致 谢 28  基于单片机的函数信号发生器设计 作 者： 张 强 指导老师： 陈 燃 (湖南信息科学职业学院电子信息系11级应用电子技术，长沙 410151) 摘 要： 本文主要用AT89C51 单片机与DAC0832构成的函数信号发生器，可产生方波、三角波、正弦波，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。本函数信号发生器可以由程序控制改波形的周期，以及不同波形的切换。用ADC0809实时对其波形电压测量。输出波形的幅值可以在0—5V可以调节。对于输出电压的控制，主要是用UA741放大器对其信号放大来实现的。输出波形幅值的大小，由ua741接负反馈电阻来调节，从而达到了输出波形幅值在0-5V可调。对于显示部分，本设计采用四位共阳数码管实时显示当前波形的频率，以及在按键的切换下可以显示测量的波形的电压幅值。文章给出了源代码，并通过proteus软件仿真测试，然后画出PROTEL原理图和PCB板图。对应着PCB板图焊接实物电路，并下载程序做硬件调试。用示波器观察其波形。最终其性能指标达到了设计要求。 关键词：单片机；DAC0832；ADC0809；放大器；信号发生器 1绪论 1.1单片机概述 随着大规模集成电路技术的发展，中央处理器(CPU)、随机存取存储器 (RAM)、只读储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口，以及其他一些计算机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机，简称为单片机。单片机具有体积小、成本低，性能稳定、使用寿命长等特点。其最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中，这是其他计算机和网络都无法做到的。 1.2信号发生器的分类 信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也不尽一致。按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。按照输出波形分类可以分为：正弦信号发生器和非正弦信号发生器，非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器，函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。 1.3研究内容 本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将采用编程的方法来实现三角波、方波、正弦波的发生。根据设计的要求，对各种波形的频率进行程序的编写，通过放大器来调幅，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中，当接收到来自外界的命令，需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端口输出。 2方案的设计与选择 2.1方案与比较 方案一：采用单片函数发生器（如ICL8038），ICL8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用运算放大器改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。频率调节也不能直接由程序控制。 方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。 方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法