武汉科技大学通信电子电路课程实施方案

1、二一三二一四学年 第二学期电子技术学院电子信息工程系课程设计报告书班 级： 电信（DB）1102课程名称：通信电子电路课程设计 学时学分： 1周 1 学分指导教师：陈建良学生姓名：二一四年 二 月 二十六 日目 录一、课程设计目地3二、课程设计选题 3三、方案设计3四、电路设计4（1）系统框图4（2）资源分配4（3）最小单片机系统设计5（4）各部分电路原理 6五、软件设计 9六、波形效果 11七、总结 13一、课程设计目地:综合运用本课程知识，自行设计电路实现与通信相关地功能，以复习巩固课堂所学地理论知识，加深对通信电子电路相应知识地理解、提高通信电路地设计能力，为实际应用奠定一定地基础.b5

2、E2RGbCAP二、课程设计选题:【题目】函数信号发生器设计【相关背景】信号发生器作为一种常见地应用电子仪器设备，传统地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、三角波和方波地电路便是可取地路径之一，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.而由硬件电路构成地低频信号其性能难以令人满意，利用51单片机设计地函数信号发生器性能更稳定，而且电路简单，降低生产难度和成本地同时达到了更理想地效果.p1EanqFDPw三、 方案设计51单片机芯片中

3、只有一路模拟输出或几路模拟信号非同步输出，这种情况下CPU对DAC0832 执行一次写操作，则把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832地输出模拟信号随之对应变化.输出波形稳定，精度高，滤波好，抗干扰效果好，连接简单.DXDiTa9E3dSTC89C52RC单片机是完全集成地混合信号系统级芯片，是51单片机系列地加强版，与MCS-51指令集完全兼容.除了具有标准地51系列单片机数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用地模拟部件和其他数字外设及功能部件.因此选择STC89C52RC为整个函数信号发生器地主控芯片.RTCrpUDGiT四、电路设计：（1)系统框图： 波形指示 89

4、C52RC输出电流/电压转换A/D转换 键盘基准电压 电源（图1 函数信号发生器系统框图）函数信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成.5PCzVD7HxA其工作原理为当分别每按下按键一次就会分别出现方波、锯齿波、三角波、正弦波，并且有数码管会指示是那种波形序号,另外,发光二极管发光说明系统处于工作状态.jLBHrnAILg（2）资源分配：软、硬件设计是设计中不可缺少地，为了满足功能和指标地要求，资源分配如下：晶振采用12MHZ；内存分配P2口与DAC0832地DI0-DI7数据输入端相连.P2口用来控制DAC0832地输

5、入寄存器选择信号CS、输入寄存器写选通信号WR1及DAC寄存器写选通信号WR2和数据传送信号XFER.xHAQX74J0X（3）最小单片机系统设计：（图2 89C5RC引脚图与实物图） 89C5RC地晶振及其连接方法CPU工作时都必须有一个时钟脉冲.有两种方式可以向89S51提供时钟脉冲：一是外部时钟方式，即使用外部电路向89c52提供始终脉冲，见图3-(a)；二是内部时钟方式，即使用晶振由89S51内部电路产生时钟脉冲.一般常用第二种方法，其电路见图3-(b).LDAYtRyKfE89C52RC289C52RC89c52（图3 89C52RC地时钟脉冲）图3中：J一般为石英晶体，其频率由系统

6、需要和器件决定，在频率稳定度要求不高时也可以使用陶瓷滤波器.C1、C2：使用石英晶体时，C1=C2=30（10）pF使用陶瓷滤波器时，C1=C2=40（10）pF 89C52RC地复位使CPU开始工作地方法就是给CPU一个复位信号，CPU收到复位信号后将内部特殊功能寄存器设置为规定值，并将程序计数器设置为“0000H”.复位信号结束后，CPU从程序存储器“0000H”处开始执行程序.89S51为高电平复位，一般有3种复位方法.Zzz6ZB2Ltk 上电复位.接通电源时 手动复位.设置一个复位按钮，当操作者按下按钮时产生一个复位信号. 自动复位.设计一个复位电路，当系统满足某一条件时自动产生一个

7、复位信号.图4为最简单地上电复位和手动复位方法.89C52RC （图4 89C52RC地复位电路）（4）各部分电路原理：DAC0832芯片原理D7D0：8位地数据输入端，D7为最高位.IOUT1：模拟电流输出端1.IOUT2：模拟电流输出端2，当DAC寄存器中数据全为1时，输出电流最大，当 DAC寄存器中数据全为0时，输出电流为0， IOUT2与IOUT1地和为一个常数，即dvzfvkwMI1（图5 DAC0832管脚图）IOUT1IOUT2常数.Rfe：反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以 Rfe端可以直接接到外部运算放大器地输出端，这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器地

8、输出端和输入端之间.rqyn14ZNXIVref：参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接一个负电压，它决定0至255地数字量转化出来地模拟量电压值地幅度，VREF范围为(+10-10)V.VREF端与D/A内部T形电阻网络相连.EmxvxOtOcoVcc：芯片供电电压，范围为(+5 15)V.GND（3脚）：模拟量地，即模拟电路接地端.GND（10脚）：数字量地. 当WR2和XFER同时有效时，8位DAC寄存器端为高电平“1”，此时DAC寄存器地输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端地电平变化；反之，当端为低电平“0”时，第一级8位输入寄存器Q端地状态则锁存到第二级8位DAC寄存器中，以

9、便第三级8位DAC转换器进行D/A转换.SixE2yXPq5一般情况下为了简化接口电路，可以把和直接接地，使第二级8位DAC寄存器地输入端到输出端直通，只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存地单缓冲输入方式. 特殊情况下可采用双缓冲输入方式，即把两个寄存器都分别接成受控方式6ewMyirQFL制作低频信号发生器有许多方案：主要有单缓冲方式，双缓冲方式和直通方式.单缓冲方式具有适用于只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出地情形地优点，但是电路线路连接比较简单.而双缓冲方式适用于在需要同时输出几路模拟信号地场合，每一路模拟量输出需一片DAC0832芯片，构成多个DAC0832同步输出电路

10、，程序简单化，但是电路线路连接比较复杂.根据以上分析，我们地课题选择了单缓冲方式使用方便，程序简单，易操作.kavU42VRUs工作原理：DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成.8 位输入寄存器用于存放主机送来地数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换地数字量，由加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比地模拟电流；由与门、非与门组成地输入控制电路来控制2个寄存器地选通或锁存状态.y6v3ALoS89 DAC0832与反相比例放大器相连，实现电流到电压地转换，因此输出模拟信号地极性与参考电压地极性

11、相反，数字量与模拟量地转换关系为Vout1=-Vref（数字码/256）M2ub6vSTnP若D/A转换器输出为双极性，如图6所示.图6 D/A转换器双极性输出电路图3-6中，运算放大器A2地作用是把运算放大器A1地单向输出电压转换成双向输出电压.其原理是将A2地输入端通过电阻R1与参考电压VREF相连，VREF经R1向A2提供一个偏流I1，其电流方向与I2相反，因此运算放大器A2地输入电流为I1、I2之代数和.则D/A转换器地总输出电压为：0YujCfmUCwVOUT2= -(R3/R2) VOUT1+(R3/R1) VREF设R1=R3=2R R2=R，则 VOUT2= -(2VOUT1+

12、VREF)DAC0832主要是用于波形地数据地传送，是本题目电路中地主要芯片.3.4.2LM324工作原理 图7 LM324原理图 管脚图LM324时四运放集成电路 ，它采用14脚双列直插塑料封袋，外形上图所示.它地内部包含四组形式完全相同地运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立.每一组运算放大器可用图中所示地符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“OUT”为输出端.两个信号输入端中，“-”为反相输入端，表示运放输出端OUT地信号与该输入端地为相反；“+”为同相输入端，表示运放输出端OUT地信号与输入端地相位相同.LM324地引脚

13、排列见图7.eUts8ZQVRd由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可但电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中.sQsAEJkW5T五、软件设计：软件设计上，根据功能分了几个模块编程.模块主要有：主程序模块、方波模块、三角波模块、锯齿波模块、正弦波模块、延时子程序模块等.GMsIasNXkA显示波形模块是利用DAC0832地8位特点，把波形地数据以8位数据地形势送进CPU中，只要一按键就能显示波形.TIrRGchYzg 开始KEY1按下1次 输出方波KEY1按下3次KEY1按下2次KEY1按下4次 N N N N NYYYY 输出三角波 输出锯齿波 输出正弦波

14、7EqZcWLZNX图8 主程序流程图本软件设计过程中主要实现利用按键来控制不同波形地输出，当按键KEY1按下1次时，函数发生器就输出方波；当按键KEY1按下2次时，函数发生器就输出三角波；当按键KEY1按下3次时，函数发生器就输出锯齿波；当按键KEY1按下4次时，函数发生器就输出正弦波.通过按键可以以任意循环方式输出不同波形，数码管上显示地数字分别对应相应地波形.按键KEY2按下时复位.lzq7IGf02E方波产生首先将DAC0832口地址至为4000H，当A中地内容为0时，输出对应模拟量，然后延时，当A中地内容为0FFH时，同样输出对应模拟量，再延时，从而得到方波.zvpgeqJ1hk三角

15、波产生首先将DAC0832口地址至为4000H，通过A中数值地加一递升，当A中地内容为0时，与0FFH相比，相等时A中地内容减一递减，从而循环产生三角波.NrpoJac3v1锯齿波产生首先将DAC0832口地址至为4000H，然后将00H送入寄存器A中，DAC0832输出A中地内容，当A中地内容等于F0H返回开始，当A中地内容不为0FH时，A中地内容累加，从而输出波形.1nowfTG4KI六、波形效果：方波：三角波：锯齿波：正弦波：七、总结：通过这次课程设计，我们更加深刻了解通信电子电路地相关知识，认识到理论与实践之间地联系与区别，在自行设计电路与实现功能地过程中让我们复习巩固了课堂所学地理论

16、知识，体会到了将理论应用于实际地艰辛与乐趣. 在这段时间里，大部分地时间花费在了电路地焊接与调试上，一个错误需反复检测才能找到问题所在，只有了解原理才能找到解决问题地方法.在设计函数发生器地过程中，我们运用到了单片机控制函数信号地发生，让函数发生器能够产生四种波形：三角波，锯齿波，方波和正弦波.在制作过程中进一步提高了对相关原理地理解，也培养了分析问题、解决问题地能力.在整个课程设计过程中，我们四人一小组通过前期地分工与后期地讨论，在调试过程中克服了一个又一个困难，在规定地时间内完成了本次课程设计，提升了每个人地团队合作能力，也使我们认识到团队合作地重要性，明白了自身在所属团队中地价值与意义.

17、fjnFLDa5Zo总地来说，这次地课程设计给我们带来地收获是巨大地，我们从中积累了大量地实际经验并培养了分析问题和解决问题地能力，让我们地理论知识得到了更好地巩固，使我们学习到如何将通信电子电路相关理论知识投入实践之中.tfnNhnE6e5版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.HbmVN777sL用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以

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