简易多功能函数信号发生器 毕业设计论文定稿.doc

分类号编号华北水利水电学院NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower毕业设计题目简易多功能函数信号发生器院、系信息工程系专业电子信息工程姓名学号指导教师2010年5月20日华北水利水电学院毕业设计1华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告2010年月日学生姓名占丹学号200814706专业电子信息工程题目名称简易多功能函数信号发生器课题来源导师提供主要内容背景函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。课题的目的和意义通过本次设计掌握产品设计的流程，能灵活的使用S52单片机，并根据设计要求选择合适的元器件，充分考虑了产品的成本，同时通过模块框图到电路图再到仿真，充分理解了相关软件，如proteus的使用，也对整个产品设计时的调试等必要的环节有了更深刻的体会。本次设计的意义在于通过选元件，连线焊接，调试检测等过程，锻炼自己的理论联系实际的能力和实际操作能力，从而综合性地巩固所学的知识。这次设计使我们学会综合的运用所学专业知识去分析、解决实际问题；较熟练地掌握了通过文献检索、资料查询从而获取新知识的方法；巩固了计算机软件、硬件或应用系统设计和开发的基本能力。系统的功能要求本次设计包含以下部分：LCD液晶显示，电源部分，按键控制模块，数模装换模块。同时在设计上采用智能化、人性化的思路，使该系统具有了良好的显示效果和简便的操作。华北水利水电学院毕业设计2设计思路如下：1在编程语言的选择上，充分考虑了软件编程的灵活性。所以本设计采用C语言作为编程语言。2在仿真工具的选择上，采用Proteus仿真软件。因为它实现了单片机仿真和分析电路仿真相结合，并支持主流单片机系统的仿真。本设计的总体目标是：在学习S52系列单片机的基础上，设计出的按键控制波形种类和频率的调节及相关功能部分的外围电路，从而实现设计产品的目标功能。其中主要的外围功能电路有：按键选择部分；LCD显示部分；数模转换部分；波形幅度调节部分；和信号放大部分；电源部分等。通过对以上各功能的设计，制作出的信号发生器应具有以下功能：1、基于S52系列单片机的硬件设计；2、实现S52系列单片机液晶显示的硬件设计；3、数模转换、放大电路的设计；4、在未启动时时，LCD不显示，在启动后，LCD显示波形种类和频率。5、最终达到以下功能输出电压正弦波Upp5V幅度连续可调；三角波Upp5V幅度连续可调；方波Upp5V幅度连续可调本设计的主要设计思路如下：先要根据所要实现的目标和已有的的硬件条件完成理论论证，而后根据需要编写程序，最后设计出原理图和生成仿真图，并用万能板实现理论功能（焊接），再结合软件检测系统，并进行调节。总体设计软硬件结构图硬件原路图华北水利水电学院毕业设计3软件流程图开始初始化调用显示子程序调按键扫描子程序是否有按键按下N判断功能数字键波形功能键调显示数字子程序调波形显示子程序Y程序总体流程图键盘扫描流程图采取的主要技术路线或方法总体设计采用的方法：1.硬件设计（1）画硬件流程框图，显示各个小模块的功能（2）考虑各种因素选择元器件华北水利水电学院毕业设计4（3）画出硬件原理图2.软件设计（1）画流程图，确定程序的执行方案。（2）编程语言选用C语言。（3）程序的编写上，采用模块化的设计方法，使它具有易读、易改的特性。（4）仿真工具使用Proteus和Keil联调仿真软件。3.焊接、调试预期的成果及形式通过设计能更深地了解硬件设计的基本流程和基本方法，能熟练地运用主要的设计工具Proteus和Keil等，完成原理图等各个步骤的设计。根据原理图焊接出实物电路板。形式有：实物电路板、设计论文、电路图时间安排第12周：查阅文献，了解掌握吸纳，构思发生器的基本工作原理，熟悉相关的编程语言以及需求分析。第24周：做有关设计的前期工作，对该系统进行总体框架设计。第47周：在该系统的框架下进行编码，实现预期的功能，然后进行焊接电路板。第710周：系统整体设计。第1012周：毕业论文的撰写，修改、整理出设计正稿。指导教师意见签名：年月日备注华北水利水电学院毕业设计5摘要函数信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。且特殊波形发生器的价格昂贵。目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。本设计发生器采用AT89S52单片机作为控制核心，外围采用模拟/数字转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和LCD液晶显示电路等。设计采用AT89S52单片机和一片DAC0832数模转换器以及一些外围电路组成低频信号发生器。此发生器能产生从10100HZ，2002000HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等信号。输出波形的频率和种类可用程序控制改变。在单片机上加外围按键，通过按键控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小和波形种类。在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运算放大器进行波形幅度调整，最后输出波形接在示波器上显示。本设计根据要求主要研究了软件编程实现波形和频率的可调。外围电路实现数模转换和信号波形放大。由于采用了LM324运算放大器和稳压电路，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高。此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。具有典型性。关键词：函数信号发生器；单片机；DAC0832；AT89S52华北水利水电学院毕业设计6AbstractSignalgeneratorisacommonsignalsource,widelyusedinelectroniccircuits,automaticcontrolsystems,andteachingexperimentsandotherfields.waveformgeneratorandaspecialpriceofexpensive.Currentlyusedmostlyfunctionsignalgeneratorsignalgenerator。ithaslowcost,highperformanceandgoodstabilityatlowfrequencywithintherange,easyoperation,smallsize,powerconsumptionandsoon.ThedesigngeneratorusingAT89S52microcontrollerasthecontrol,externalanalog/digitalconversioncircuit(DAC0832),operationalamplifierscircuit(LM324),buttonsandLCDliquidcrystaldisplaycircuit.，etc.DesignusingAT89S52microcontrollerandaDAC0832DACaswellassomeperipheralcircuitalowperiodofwave.Thegeneratorcanproducefromthe10-100HZ,200-2000HZ,low-distortionsinewave,trianglewave,squarewavesignal,etc.theperiodofwavecanbecontrolledbyprocedure,atoutercirclesparepartofthemachine,plusindependencetypekeyboard,whichcancontrolwaveincreaseordecreaseofform-frequencyandthechoiceofwave-form,atthesametimeLEDdisplayfrequencysize.TheoutputofthemachineconnectDAC0832tocarryonaDAconversion，againpassoperationamplifiertoputanendexportationwave-form.Themajordesignrequiredstudyasoftwareprogrammingwaveformandfrequencyadjustable.Externaldigital-analogconversioncircuitandsignalwaveformstoenlarge.BecauseusetheLM324operationalamplifierand