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多功能函數(shù)發(fā)生器設(shè)計
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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電氣工程與自動化 |
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關(guān)鍵詞
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函數(shù)信號發(fā)生器|AT89C52|DAC0832 |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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50 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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1026K |
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發(fā)布時間
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2013-02-01 16:08:00 |
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無 |
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下載次數(shù)
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0 |
| 發(fā)布人 |
fei62008 |
內(nèi)容簡介：
多功能函數(shù)發(fā)生器設(shè)計，畢業(yè)論文，全文共17265字。
前 言
隨著電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促使信號發(fā)生器種類增多，性能提高。尤其隨著70年代微處理器的出現(xiàn)，更促使信號發(fā)生器向著自動化、智能化方向發(fā)展。現(xiàn)在，許多信號發(fā)生器帶有微處理器，因而具備了自校、自檢、自動故障診斷和自動波形形成和修正等功能，可以和控制計算機及其他測量儀器一起方便的構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。當前信號發(fā)生器總的趨勢是向著寬頻率覆蓋、低功耗、高頻率精度、多功能、自動化和智能化方向發(fā)展。
在科學(xué)研究、工程教育及生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制、教學(xué)實驗、機械振動試驗、動態(tài)分析、材料試驗、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號發(fā)生器。而在我們?nèi)粘Ｉ钪�，以及一些科學(xué)研究中，鋸齒波和正弦波信號是常用的基本測試信號。信號發(fā)生器作為一種通用的電子儀器，在生產(chǎn)、科研、測控、通訊等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。 但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實際應(yīng)用的需求。加之各類功能的半導(dǎo)體集成芯片的快速生產(chǎn)，都使我們研制一種低功耗、寬頻帶，能產(chǎn)生多種波形并具有程控等低頻的信號發(fā)生器成為可能。
該設(shè)計課題的研究和制作全面說明對信號發(fā)生系統(tǒng)要有一個全面的解、對信號的發(fā)生原理要理解掌握，以及信號發(fā)生器工作流程：波形的設(shè)定，D/A轉(zhuǎn)換，單片機（C52單片機，顯示電路，鍵盤控制），顯示和各模塊的連接通信等各個部分要熟練聯(lián)接調(diào)試，掌握簡單信號發(fā)生器應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計方法，進一步鍛煉了我們在信號處理方面的實際工作能力。
本設(shè)計共分為4章，第1章是緒論，主要介紹函數(shù)發(fā)生器的發(fā)展概況及概述，以及主要研究內(nèi)容。為以后幾章的介紹奠定基礎(chǔ)。第2章是系統(tǒng)設(shè)計方案，本章主要考慮系統(tǒng)性能、功能和器件選擇。包括兩個主要內(nèi)容，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)總體方案設(shè)計。第3章是硬件設(shè)計，本章完成系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計，詳細說明了設(shè)計思路。第4章是軟件設(shè)計及測試，本章是系統(tǒng)的具體實現(xiàn)，對系統(tǒng)按功能模塊進行介紹。以及系統(tǒng)的測試結(jié)果總結(jié)。該設(shè)計基本上能滿足多功能函數(shù)發(fā)生器設(shè)計的要求。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒 論 1
1.1 函數(shù)發(fā)生器概述 1
1.2 本課題在國內(nèi)外的研究狀況 1
1.3本論文主要研究的內(nèi)容 3
第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案 4
2.1設(shè)計要求 4
2.2 總體方案設(shè)計 4
2.3 系統(tǒng)分析 5
2.3.1 問題定義 5
2.3.2 系統(tǒng)可行性分析 5
2.4 系統(tǒng)需求分析 6
第3章 硬件設(shè)計 7
3.1 總體硬件設(shè)計 7
3.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計 7
3.2.1 AT89C52單片機 7
3.2.2 電源設(shè)計 10
3.2.4 復(fù)位與時鐘電路設(shè)計 13
3.2.5 鍵盤接口設(shè)計 14
3.2.6 D/A轉(zhuǎn)換設(shè)計 16
3.2.7 I/V轉(zhuǎn)換波形輸出電路 19
第4章 軟件設(shè)計及測試 21
4.1軟件總體設(shè)計 21
4.2 軟件功能設(shè)計 21
4.3 PROTEUS軟件仿真 25
4.4 系統(tǒng)測試報告 29
結(jié)論與展望 31
致 謝 32
參考文獻 33
附 錄 34
附錄A:源程序 34
附錄B:電路原理圖 42
摘 要
函數(shù)信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實驗等領(lǐng)域。且特殊波形發(fā)生器的價格昂貴。目前使用的信號發(fā)生器大部分是函數(shù)信號發(fā)生器，它具有價格低、性能高和在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等特點。所以本設(shè)計使用的是AT89C52單片機構(gòu)成的發(fā)生器，可產(chǎn)生三角波、方波、正弦波等多種特殊波形和任意波形，波形的頻率可用程序控制改變。在單片機上加外圍器件距陣式鍵盤，通過鍵盤控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用了LCD顯示頻率大小。在單片機的輸出端口接DAC0832進行D/A轉(zhuǎn)換，再通過運放進行波形調(diào)整，最后輸出波形接在示波器上顯示。本設(shè)計具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：函數(shù)信號發(fā)生器,AT89C52,DAC0832
ABSTRACT
Signal generator is a common signal source, widely used in electronic circuits, automatic control systems, and teaching experiments and other fields. waveform generator and a special price of expensive . Currently used mostly function signal generator signal generator。it has low cost, high performance and good stability at low frequency within the range, easy operation, small size, power consumption and so on. So the dissertation is usage of the AT89C52 single-chip microcomputer constitute of wave-form generator, which can generate triangle wave, square wave, sine wave etc variety wave-form, the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the machine, plus independence type keyboard , which can control wave increase or decrease of form-frequency and the choice of wave-form, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0832 to carry on a DA conversion，again pass operation amplifier to put an end exportation wave-form. This design has advantage of simple circuit, tightly packed structure, cheap price, superior function etc.
KEYWORDS： signal generator, AT89C52,DAC0832
第1章 緒 論
1.1 函數(shù)發(fā)生器概述
波形發(fā)生器亦稱函數(shù)發(fā)生器，作為實驗用信號源，是現(xiàn)今各種電子電路實驗設(shè)計應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。信號發(fā)生器作為一種常見的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學(xué)，地震模擬機械振動等領(lǐng)域常常要用到低頻信號源。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需的RC很大；大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證；體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會大大增加。
波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標準信號和用戶定義信號，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。函數(shù)波形發(fā)生器具有連續(xù)的相位變換和頻率穩(wěn)定等優(yōu)點，不僅可以模擬各種復(fù)雜信號，還可以對頻率、幅值、相移、波形進行動態(tài)、及時的控制，并能夠與其他儀器進行通訊，組成自動測試系統(tǒng)，因此被廣泛用于自動控制系、震動激勵、通訊和儀器儀表領(lǐng)域。
1.2 本課題在國內(nèi)外的研究狀況
在 70 年代前，信號發(fā)生器主要有兩類：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標準波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復(fù)雜的電路和機電結(jié)合的方法。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，而且模擬器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復(fù)雜的信號波形，則電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。
在 70 年代后，微處理器的出現(xiàn)，可以利用處理器、A/D/和 D/A，硬件和軟件使波形發(fā)生器的功能擴大，產(chǎn)生更加復(fù)雜的波形。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實質(zhì)是采用微處理器對 DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。
90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的函數(shù)發(fā)生器、但是HP公司推出了型號為 HP770S的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成。HP8770A實際上也只能產(chǎn)生8 中波形，而且價格昂貴。不久以后，Analogic公司推出了型號為 Data-2020的多波形合成器，Lecroy 公司生產(chǎn)的型號為9100 的任意波形發(fā)生器等。
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