函数波形发生器.doc

精品文档2014级电子信息学生电子设计与仿真课程设计 河北工业大学廊坊分校电子设计与仿真课程设计报告书课题名称 函数波形发生器 姓 名学 号 院、系、部计算机电子学部专 业电子信息工程指导教师 2017年 1月1 日一、设计任务及要求：用中小规模集成芯片设计制作产生方波、三角波和正弦波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求如下：1）、输出波形工作频率范围为0.02HZ20KHZ，且连续可调；2）、正弦波幅值10V，失真度小于1.5%；3）、方波幅值10V；4）、三角波峰-峰值20V，各种输出波形幅值均连续可调；5）、采用proteusprotel软件仿真电路,给出并分析仿真结果。指导教师签名： 2017年1月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 2017年1月 日 三、成绩 指导教师签名： 2017年 1 月 日 摘 要:利用单片机采用程序设计方法产生三角波、正弦波、方波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产1Hz3kHz的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。关键词：单片机AT89S52、DAC08321、 系统设计 经过考虑，我们确定方案如下：利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生三角波、正弦波、方波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。1.1、设计要求 1)、利用单片机采用软件设计方法产生三种波形2）、波形频率可调3）、需显示波形的种类及其平率1.2方案设计 通过单片机控制D/A，输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。但此方案电路简单。1.3总体系统设计该系统采用单片机作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换。 1.4硬件实现及单元电路设计 1.4.1单片机最小系统的设计89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图（2） 89C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点：(1) 有可供用户使用的大量I/O口线。(2) 内部存储器容量有限。(3) 应用系统开发具有特殊性。89C51单片机最小系统1.4波形产生模块设计 由单片机采用编程方法产生三种波形、通过DA转换模块DAC0832在进过滤波放大之后输出。 波形产生电路单片机的P0口连接DAC0832的八位数据输入端，DAC0832的输出端接放大器，经过放大后输出所要的波形。DAC0832的为八位数据并行输入的，其结构图如下： DAC0832的内部结构1.5 软件设计流程本系统采用AT89S52单片机，用编程的方法来产生三种波形，并通过编程来切换三种波形以及波形频率的改变。具体功能有：（1）各个波形的切换；（2）各种参数的设定；（3）频率增减等。软件调通后，通过编程器下载到AT89S52芯片中，然后插到系统中即可独立完成所有的控制。2、 输出波形的种类与频率的测试2.1、测量仪器及测试说明测量仪器：稳压电源、示波器、数字万用表。测量说明：正弦波、方波、三角波信号的输出，通过对独立键盘来实现其的不同波形的输出以及其频率的改变。2.2测试过程 正弦波：1180HZ 方 波：13.3KHZ 三角波：1180HZ根据示波器的波形频率的显示计算出三种波形的频率计算公式如下：正弦波：f=(1000/(9+3*ys)方 波：f=(100000/(3*ys)三角波：f=(1000/(15+3*ys)其中ys为延时的变量。三种波形的仿真波形图如下： 正弦波图形 方波图形 三角波图形2.3、测试结果各项指标均达到要求。测试数据如下： 1）、产生正弦波、方波、三角波基本实现2）、三种波形的频率都可调，但不能步进的调节，其中方波的可调范围最广为13.3KHZ，其他两种波形的频率范围不大1180HZ3、 设计心的及体会通过这次设计，自己深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义，并且检验了学习成果，进一步加深了我对专业知识的了解和认识以及动手的能力。虽然在这次设计中对于所学知识的运用和衔接还不够熟练，作品完成的还不是很出色。但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这个设计是对我们过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打下了坚实的基础。 总体原理设计图.三角波：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV DPTR,#7FFFHCLR ALOOP1: MOVX DPTR,AINC ACJNE A,#0FFH,LOOP1LOOP2: MOVX DPTR,ADEC AJNZ LOOP2SJMP LOOP1END方波：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7FFFHLOOP:MOV A,#00HMOVX DPTR,AACALL DELAYMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AACALL DELAYSJMP LOOPDELAY: MOV R7，#0FFHDJNZ R7，$RETEND正弦波：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R1，#63SIN:MOV DPTR,#TABMOV A,R1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,ANOPDJNZ R1，SINSJMP