馬琳-基于單片機(jī)的函數(shù)信號發(fā)生器論文答辯PPT

基于單片機(jī)控制的函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計學(xué)生:馬琳指導(dǎo)老師:董曉丹

學(xué)院:電子信息工程系專業(yè):移動通信技術(shù)研究目的及意義課題研究內(nèi)容研究方案的設(shè)計與選擇硬（軟）件設(shè)計構(gòu)思總結(jié)12345答辯主要內(nèi)容研究目的及意義

函數(shù)信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛應(yīng)用于物理學(xué)、電工學(xué)教學(xué)實驗，電子線路和微機(jī)原理、接口技術(shù)實驗，自動化測控系統(tǒng)等領(lǐng)域。

目前,市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件搭接而成。

利用單片機(jī)采用程序設(shè)計方法來產(chǎn)生低頻信號，其頻率底線很低。具有線路相對簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強(qiáng)，用途廣泛等優(yōu)點，并且能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行細(xì)微調(diào)整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求。只要對電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級。課題研究內(nèi)容本文是做基于單片機(jī)的信號發(fā)生器的設(shè)計，將采用編程的方法來實現(xiàn)三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波的發(fā)生。根據(jù)設(shè)計的要求，對各種波形的頻率和幅度進(jìn)行程序的編寫，并將所寫程序裝入單片機(jī)的程序存儲器中。在程序運(yùn)行中，當(dāng)接收到來自外界的命令，需要輸出某種波形時再調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序和波形發(fā)生程序，經(jīng)電路的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器處理后，從信號發(fā)生器的輸出端口輸出。

研究方案的設(shè)計與選擇方案一：采用單片函數(shù)發(fā)生器（如8038），8038可同時產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡單易行，用D/A轉(zhuǎn)換器的輸出來改變調(diào)制電壓，也可以實現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號的頻率穩(wěn)定度不高。方案二：采用鎖相式頻率合成器，利用鎖相環(huán)，將壓控振蕩器（VCO）的輸出頻率鎖定在所需頻率上，該方案性能良好，但難以達(dá)到輸出頻率覆蓋系數(shù)的要求，且電路復(fù)雜。方案三：采用單片機(jī)編程的方法來實現(xiàn)。該方法可以通過編程的方法來控制信號波形的頻率和幅度，而且在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實現(xiàn)頻率的變換。此外，由于通過編程方法產(chǎn)生的是數(shù)字信號，所以信號的精度可以做的很高。鑒于方案一的信號頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復(fù)雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達(dá)標(biāo)等缺點，所以決定采用方案三的設(shè)計方法。它不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬件的方法來實現(xiàn)，使得信號頻率的穩(wěn)定性和精度的準(zhǔn)確性得以保證，而且它使用的幾種元器件都是常用的元器件，容易得到，且價格便宜，使得硬件的開銷達(dá)到最省。硬件電路的實現(xiàn)原理與構(gòu)思如圖所示80C51單片機(jī)為硬件系統(tǒng)的核心，單片機(jī)對鍵盤掃描讀入鍵值確定波形與頻率，通過顯示電路顯示頻率值，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器放大電路輸出波形，通過示波器可以觀察波形與頻率，復(fù)位電路用于系統(tǒng)復(fù)位重啟。顯示電路鍵盤電路單片機(jī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路復(fù)位電路放大電路波形輸出數(shù)/模電路數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路AT89C51單片機(jī)控制兩片DAC0832的原理圖：

輸出AT89C51單片機(jī)DAC0832DAC0832基準(zhǔn)電壓D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器的最大輸出電壓是由其輸入的基準(zhǔn)電壓來控制的，所以只要能控制D/A的基準(zhǔn)電壓便可以控制輸出幅度，實現(xiàn)幅度可調(diào)。所以設(shè)計用兩片DAC0832來輸出信號，第一片D/A用來輸出信號，第二片D/A用來控制第一片D/A的基準(zhǔn)電壓。系統(tǒng)電路原理圖系統(tǒng)原理分析按下復(fù)位鍵后系統(tǒng)對8255初始化，PA口用于掃描鍵盤狀態(tài)，PB口用于點亮一個數(shù)碼管顯示當(dāng)前頻率值，PC口用于選擇數(shù)碼管。通過掃描鍵盤將鍵盤狀態(tài)通過P0送入單片機(jī)，如果