基于單片機(jī)的函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文

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1、基于單片機(jī)的函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文I目錄目錄第1章緒論11.1選題背景及意義11.1.1本課題的研究現(xiàn)狀11.1.2選題目的及意義21.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求21.2.1設(shè)計(jì)的基本要求31.2.2本文結(jié)構(gòu)安排3第2章函數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.1設(shè)計(jì)方案的比較52.2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)52.2.1控制模塊：62.2.2按鍵及其顯示模塊62.2.3波形產(chǎn)生模塊62.2.4D/A轉(zhuǎn)換72.3系統(tǒng)總體框圖92.4理論分析92.4.1電路的理論計(jì)算92.4.2波形產(chǎn)生相關(guān)理論122.5單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)13第3章系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)153.1單片機(jī)最小系統(tǒng)

2、153.2單片機(jī)的接口電路163.3幅度控制模塊21III目錄3.3.1單片機(jī)與DAC0832的接口213.3.2DAC0832與運(yùn)放的連接21第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)254.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案254.2系統(tǒng)軟件流程圖264.3信號(hào)產(chǎn)生程序274.3.1正弦波產(chǎn)生274.3.2三角波產(chǎn)生274.3.2方波產(chǎn)生284.3.4鋸齒波的產(chǎn)生30第5章系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試315.1調(diào)試315.2測(cè)試34第6章結(jié)論與展望376.1結(jié)論376.2展望37致謝39參考文獻(xiàn)41附錄43附錄一系統(tǒng)軟件部分源程序43附錄二系統(tǒng)原理圖54附錄三系統(tǒng)PCB圖55III目錄I

3、II緒論1緒論1.1選題背景及意義函數(shù)發(fā)生器又稱(chēng)信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的信號(hào)發(fā)生器又稱(chēng)信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線(xiàn)均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱(chēng)為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。在通信、廣播、電視系統(tǒng)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。1.1.1本課題的研究現(xiàn)狀函數(shù)發(fā)生器既可以構(gòu)成獨(dú)立的信號(hào)源，也可以是高性能網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜儀及其它自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的組成部分。函數(shù)發(fā)生器的關(guān)鍵技術(shù)

4、是多種高性能儀器的支撐技術(shù)，因?yàn)樗軌蛱峁└哔|(zhì)量的精密信號(hào)源及掃頻源，可使相應(yīng)系統(tǒng)的檢測(cè)過(guò)程大大簡(jiǎn)化，降低檢測(cè)費(fèi)用并極大地提高檢測(cè)精度。美國(guó)安捷倫生產(chǎn)的33250A7緒論型函數(shù)/任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生穩(wěn)定、精確和低失真的任意波形，其輸出頻率范圍為1μHz～80MHz，而輸出幅度為10mVpp～10Vpp；該公司生產(chǎn)的8648D射頻信號(hào)發(fā)生器的頻率覆蓋范圍更可高達(dá)9kHz～4GHz。國(guó)產(chǎn)SG1060數(shù)字合成信號(hào)發(fā)生器能雙通道同時(shí)輸出高分辨率、高精度、高可靠性的各種波形，頻率覆蓋范圍為1μHz～60MHz；國(guó)產(chǎn)S1000型數(shù)字合成掃頻信號(hào)發(fā)生

5、器通過(guò)采用新技術(shù)、新器件實(shí)現(xiàn)高精度、寬頻帶的掃頻源，同時(shí)應(yīng)用DDS和鎖相技術(shù)，使頻率范圍從1MHz～1024MHz能精確地分辨到100Hz，它既是一臺(tái)高精度的掃頻源，同時(shí)也是一臺(tái)高精度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器。還有很多其它類(lèi)型的信號(hào)發(fā)生器，他們各有各的優(yōu)點(diǎn)，但是函數(shù)發(fā)生器總的趨勢(shì)將向著寬頻率覆蓋、高頻率精度、多功能、多用途、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。目前，市場(chǎng)上的信號(hào)發(fā)生器多種多樣，一般按頻帶分為以下幾種：超高頻：頻率范圍1MHz以上，可達(dá)幾十兆赫茲。高頻：幾百KHZ到幾MHZ。低頻：頻率范圍為幾十HZ到幾百KHZ。超低頻：頻率范圍為零點(diǎn)幾赫茲到幾

6、百赫茲。超高頻信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生波形一般用LC振蕩電路。高頻、低頻和超低頻信號(hào)發(fā)生器，大多使用文氏橋振蕩電路，即RC振蕩電路，通過(guò)改變電容和電阻值，改變頻率。用以上原理設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器，其輸出波形一般只有兩種，即正弦波和脈沖波，其零點(diǎn)不可調(diào)，而且價(jià)格也比較貴，一般在幾百元左右。在實(shí)際應(yīng)用中，超低頻波和高頻波一般是不用的，一般用中頻，即幾十HZ到幾十KHZ。用單片機(jī)89S52,加上一片DAC0832,就可以做成一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器，其頻率受單片機(jī)運(yùn)行的程序的控制。我們可以把產(chǎn)生各種波形的程序，寫(xiě)在ROM中，裝入本機(jī)，按用戶(hù)的選擇，運(yùn)行不同的程

7、序，產(chǎn)生不同的波形。再在DAC0808輸出端加上一些電壓變換電路，就完成了一個(gè)頻率、幅值、零點(diǎn)均可調(diào)的多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。這樣的機(jī)器體積小，價(jià)格便宜，耗電少，頻率適中，便于攜帶。1.1.2選題目的及意義函數(shù)發(fā)生器是一種經(jīng)常使用的設(shè)備，由純粹物理器件構(gòu)成的傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法存在許多弊端，如：體積較大、重量較沉、移動(dòng)不夠方便、信號(hào)失真較大、波形種類(lèi)過(guò)于單一、波形形狀調(diào)節(jié)過(guò)于死板，無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)精度、便攜性、穩(wěn)定性等的要求，研究設(shè)計(jì)出一種具有頻率穩(wěn)定、準(zhǔn)確、波形質(zhì)量好、輸出頻率范圍寬、便攜性好等特點(diǎn)的波形發(fā)生器具有較好的市場(chǎng)前景，以滿(mǎn)足軍事和民

8、用領(lǐng)域?qū)π盘?hào)源的要求。本次設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是學(xué)習(xí)和運(yùn)用單片機(jī)的C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，通過(guò)現(xiàn)有多功能電子學(xué)習(xí)機(jī)部分已有器件，實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)AT89C52和8位D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832共同實(shí)現(xiàn)正弦波