毕业设计论文—低频正弦信号发生器设计

毕业设计论文低频正弦信号发生器设计柳州职业技术学院毕业设计（论文）题目低频正弦信号发生器姓名黎坤铭学号20070201073专业应用电子技术年级2007级指导教师欧全梅完成时间2009年12月18日柳州职业技术学院毕业设计（论文）任务书电子电气工程系（部）应用电子技术专业2班学生黎坤铭学号20070201073一、毕业设计（论文）题目低频正弦信号发生器二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期年月日起至年月日止三、毕业设计（论文）进行地点11栋506四、任务书的内容目的任务低频正弦信号发生器工作日程安排设计（论文）要求基本要求实现1HZ1KHZ变化的正弦信号。通过面板键盘控制输出频率，频率最小步进1HZ。输出双极性。用LED数码管实时显示波形的相关参数。发挥部分不改改主要参考文献、周雪模拟电子技术（修订版）西安电子科技大学出版、杨志中数字电子技术（第二版）高等教育出版社、张澄高频电子电路人民邮电出版社、张志良单片机原理与控制技术（第二版）机械工业出版社、张大明单片微机控制应用技术西安电子科技大学出版社学生开始执行任务书日期200年月日指导教师签名月日200年月日教研室主任签名年月日学生签名年月日正文目录1方案论证511信号发生55512模拟频率调制1515152系统模块硬件电路分析121CPU控制模块1CPU选择1简单的小系统控制板介绍222162字符型带背光液晶显示模块623驱动电路的模块7管74HC49537810动器133本系统LED显示屏信号的了解1531CLK时钟信号1532STB锁存信号1533EN使能信号1534数据信号1535ABCD行信号164电路与程序设计1641硬件电路的设计16体框图（图7）1742程序设计思路框图（图8）175调试过程176设计总结18附件1电路图19附件11主控板AT89S52单片机原理图（图9）19附件12主控板AT89S52单片机PCB图（图10）19附件13点阵显示屏原理图20附件144X4键盘原理图图1222附件154X4键盘PCB图（图13）22附件2源程序23附件21主程序23附件22点阵显示程序23附件23按钮扫描程序33一、方案论证1、信号产生方案一使用传统的锁相频率合成的方法。要求产生1KHZ到10MHZ的信号，用锁相环直接产生这么宽的范围很困难，所以先产生50001M到60M的可调信号，然后把此信号与一个50M的本振混频，得到需要的频率。此方法产生的频率稳定度高，但波形频谱做纯很困难，幅度也不恒定，实现也麻烦。方案二采用专用DDS芯片产生正弦波。优点软件设计，控制方便，电路易实现，容易直接达到题目要求的频率范围和步进值,且稳定性和上法一样，频谱纯净，幅度恒定，失真小。综上所述，选择方案二用专用DDS芯片AD9850产生正弦波。AD9850是采用DDS技术、高度集成化的器件，当它在并行工作方式时，有8根数据线、3根控制线与单片机相连。AD9850的频率控制字为其中FTW为频率控制字，为要输出的正弦的频率，为系统时钟的频率，由晶振产生。2、模拟频率调制方案一使用内调制（软件调制），通过单片机中断，对外来模拟调制信号进行采样，采样速率为HZ，然后对采样值进行转换，把电压转换成对应的频偏，然后转换成相应的频率控制字送DDS，以实现对1HZ正弦信号的调频，这样可以满足最大频偏的精度要求。方案二使用外调制，通过锁相环控制DDS总时钟，在锁相环电路中进行频率调制，来改变DDS输出信号频率，间接实现调频，这样实现简单，频域内频谱连续，但是很难做到精确的10KHZ和5KHZ的最大频偏。综合以上方案，选择方案一，实际中要求调制信号是固定不变的1KHZ正弦信号，所以，我们直接把正弦信号存储在单片机中，并且换算好频率控制字。1CPU控制模块CPU选择用微型计算机渗透到测试领域并得到充分发挥，是现代测试技术发展的必然趋势，也是目前作为智能仪表的设计的一般方法，目前市场上的单片机从数据总线宽度上来分主要有8位机、16位机、32位机，其中的32位单片机近年来在信号分析与处理、语音处理、数字图象处理等数字信号处理运用领域得到广泛的运用，但在工业测控现场，占主导地位的还是8位机和16位机，对本课题涉及的高精度多路温度的测量，运用单片机的主要目的是构成一个具有一定判断、运算能力以及具有存储、显示、通信等功能的智能测量仪表，它所处理的信息量和复杂程度由于是温度因而用8位机已经足够了。目前，生产单片机的厂商有很多，尤其是近年来微电子技术、计算机技术的飞速发展，比较著名的有INTEL、PHILIPS、MICROCHIP、MOTOROLA、ZILOG、ATMEL等半导体企业。在上述著名的半导体企业产品中，尤其在工业测控场合，运用较多的为INTEL公司的MCS51系列，MICROCHIP公司的PIC系列，近年来，随着INTEL公司对8031内核的公开以及各半导体企业在关键技术上的相互渗透，不仅INTEL公司，而且PHILIPS公司、ATMEL公司等企业目前都生产MCS51系列的CPU。近十年来在工业测控领域，国内运用最多的恐怕是ATMEL公司的AT89系列，它的标准型产品不仅在指令上，而且在管脚上都兼容INTEL公司的MCS51系列的第一代CPU8031，并在片内存储器、振荡电路、功耗、软件加密以及内置看门狗等技术水平上均有很大程度的提高，使国内的智能仪表行业的设计与开发者越来越感到使用和设计上的方便。根据我们学生掌握的程度，本设计最终选用ATMEL最新的8位单片机AT89S52作为本系统的CPU。下面简单地介绍一下89S52的特性与MCS51产品兼容，包括引脚；8K字节可编程闪速程序存储器，寿命1000写/擦循环；全静态工作033MHZ；3级程序存储器加密锁定；2568位内部RAM；32条可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；8个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式，从掉电模式中断恢复；看门狗定时器；双数据指针；断电标志等。小系统控制板介绍AT89S52引脚功能描述VCC电源GND地P0口P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，定时器/计数器2的外