基于单片机的函数信号发生器开题报告.doc

毕 业 论 文（设计） 开 题 报 告 书 论文题目 基于单片机的函数信号发生器 姓 名 张 强 学 号 1101010114 入学年月 2011年9月 院 系 电信 专 业 应用电子 指导老师 陈 燃 填写日期：_2014_年_2月_27日 论 文 题 目 基于单片机的函数信号发生器 选题的背景及意义： 当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进步，给人们带来了根本性的转变。现代电子领域中，单片机的应用正在不断的走向深入，这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用，并走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响汽车，处处可见其应用。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。 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，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。 选题的构思与设想： 第一章 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。 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。 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。 第二章 方案的设计与选择 2.1方案的比较 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。 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。 方案三：采用单片机编程的方法来实现。 2.2设计原理 数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形 2.3设计思想 方波、三角波、正弦波的D/A转换。 2.4设计功能 第三章 硬件设计 3.1 硬件原理框图 3.2 主控电路 AT89C51 单处机内部设置两个16 位可编程的定时器/计数器T0 和T1， 它们具有计数器方式和定时器方式两种工作方式及4种工作模式。 3.3 显示电路 在本设计中，采用4位数码管来显示频率和电压。 由PNP三极管驱动可以获得高亮度的显示。 3.4 数/模转换电路 选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。 3.5 放大、分频电路 3.6 模/数转换电路 ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。 3.7 按键、复位、时钟电路 按键电