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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电信学院毕业设计论文模版河南科技大学.精品文档.基于单片机的信号发生器摘 要近年来，以计算机技术为基础的虚拟实现技术在各个领域都在迅速发展，应用也日益广泛。随着计算机技术的发展和普及，电子测量技术领域迫切需要以PC机软硬件系统为平台的虚拟波形发生器。它既能代替常规信号发生器的使用，产生一般函数发生器所常有的各种波形，又能进行现场信号模拟，产生各种信号诸如生物的、生理的、振动的等用户想要的任意波形、虚拟检测信号等，具有很强的使用价值。此设计用单片机AT89C51作为最小系统，利用D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，再经过滤波放大，由示波器显示
2、出方波，三角波，锯齿波和正弦波，同时由LED显示器显示其各自的类型以及频率，并可在一定频率范围调整，波形准确、平滑。同时，此设计采用了直接数字频率合成技术，较大幅度的提高了输出波形的频率；可满足输出频率0.1Hz1KHz的变化范围。波形数据的存储采用双端口RAM，使波形数据的输入输出相对独立，避免了系统总线隔离，使系统简单可靠。采用串行通讯电路可以直接方便的通过上位机改变波形的频率和幅值，确定输出波形的类型。一般的传统发生器都是采用的谐振法，即用具有频率选择性的回路来产生正弦振荡，来获得所需频率，也可以根据频率合成技术来获得所需频率。利用频率合成技术制成的合成波形发生器，通常被称为频率合成器或
3、频率综合器。基于上述特点，本设计采用单片机编程的方法来实现，利用数模转换器通过查表的方式输出需要的波形，该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做得很高。该信号发生器具有价格低、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。实验证明该系统性能良好，符合设计要求，具有较高的应用价值。本文介绍了信号发生器的发展历程，发展状况，以及它的研究背景和意义，进行了详尽的方案论证并确定了系统各部分框图。此后对硬件设计、软件设计依次展开论述，在文章最后介绍了调试结果。
4、关键词：单片机，信号发生器，D/A转换器，滤波器，示波器，显示器英文摘要ABSTRACT【从这里键入英文摘要内容】KEY WORDS：关键词1，关键词2，关键词3，关键词4，关键词5，关键词6目录符号说明V前言1第1章 21.1 21.2 21.2.1 21.2.2 2第2章 42.1 42.1.1 42.1.2 42.1.3 52.2 5第3章 63.1 63.1.1 63.1.2 63.2 6第4章 74.1 74.1.1 74.1.2 74.2 7第5章 85.1 85.2 85.3 85.3.1 85.3.2 85.3.3 85.3.4 8结论9参考文献10致谢12附录13符号说明【从
5、这里输入符号说明，标题下空一行写内容。】毕业设计说明书（论文）中所用主要符号表示的意义及单位，此项为可选项目。前言信号发生器是一种最悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路
6、存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。自从70年代微处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。信号发生器亦称函数发生器，是一种能产
7、生各种函数波形的电子仪器，是工业生产和电工、电子实验中经常使用的电子仪器之一。信号发生器种类较多，性能各有差别，但它们都可以产生不同频率的正弦波、调幅波、调频波信号，以及各种频率的方波、三角波、锯齿波和正负脉冲波信号等。利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的性能及参数进行测量，还可以对电工和电子产品进行指数验证、参数调整及性能鉴定。在对数电路传递网络中、电容与电感组合电路、电容与电阻组合电路及信号调制器的频率、相位的检测中都可以得到广泛的应用。因此，研究信号发生器具有较重要的实用意义。在现代电子学的各个领域，常常需要高精度和频率方便可调的信号发生器。产生信号频率越高，波形种类越多，发生器的性
8、能越好，但随之而来的是，器件成本和技术要求也会大大提高。利用单片机通过程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低，具有线路相对简单、结构紧凑、体积小、价格低廉、频率稳定度高、抗干扰能力强、用途广泛等优点，而且如果想产生新的波形时，只需对程序进行修改即可。在分析了相关资料的基础上，首先了解信号发生器的一般结构，结合本次设计要求进行各种设计方案的对比，然后对各个模块的设计方案进行论证，确定各个模块的设计方案，最终确定总体设计方案；接着进行硬件设计；最后软件设计、调试，完成设计要求。该课题设计主要研究AT89C51的硬件结构和指令系统使其能完成以下主要功能：1：AT89C51通过串口与上位机通信，实
9、现信息传输功能；2：AT89C51单片机、D/A转换器、放大电路和显示电路等组成系统，产生正弦波、方波、三角波和锯齿波波形。3：通过示波器，实现显示功能。第1章 信号发生器系统方案及其组成1.1 信号发生器信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于自动控制和科学实验等领域。它是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。自六十年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器、扫频信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器的主要性能指标也都有了大幅度的提高，同时在简化机械结构、小型化、多功能等各方面也有了显著的进展。信号发生器亦称函数发生器，是一种能产生各种函
10、数波形的仪器。在现代电子学的各个领域，常常需要高精度和频率方便可调的信号发生器。产生信号频率越高，波形种类越多，发生器的性能越好，但随之而来的是，器件成本和技术要求也会大大提高。利用单片机通过程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低,具有线路相对简单、结构紧凑、体积小、价格低廉、频率稳定度高、抗干扰能力强、用途广泛等优点。而且如果想产生新的波形时，只需对程序进行修改即可。本文就介绍了一种利用AT89C51单片机和DAC0832D/A转换芯片组成的数字式低频信号发生器，通过键盘控制,可输出常见的正弦波、矩形波、锯齿波,并且由液晶显示输出波形的类型和频率。波形信号频率范围为110，信号电压范围-
11、55，并且输出电压幅值可以在05范围内调节。1.2 方案论证（空一行）图的标注在图下方，用五号楷体居中，图表皆按照章的顺序编号。如第二章第一图编号为图2-1图2-1 表的标注在表上方，用五号楷体居中，表中文字为五号宋体，居中，如第二章第一表编号为表2-1表2-1 结论【结论两字格式不需修改。直接在标题下空一行添加内容即可。】结论是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，对所得结果与已有结果的比较和课题尚存在的问题，以及进一步开展研究的见解与建议。结论要写得概括、简短。在结论中不能出现“我从毕业设计中学到了”等体会性的语句，不要写成心得体会。参考文献【参考文献格式不需做改变，标题下空一行写】【
12、列入主要参考文献20篇以上。参考文献一律要求是经公开出版、发表的著作或期刊（论文）。参考文献统一用阿拉伯数字进行自然编号，序码用方括号括起。文中引用的参考文献按文中出现的顺序编号，文中没有引用的文献排列在后面。】参考文献中著录格式要求：期刊序号 作者.题名.刊名，出版年份，卷号（期号），起止页码专著序号 作者.书名.版本（第1版不标注）.出版地：出版者，出版年：起止页码论文集序号 作者.题名.论文集名.出版地，出版年：起止页码毕业论文序号 作者.题名：毕业论文（英文用Dissertation）.保存地点：保存单位，年份，起止页码专利序号 专利申请者.题名.国别，专利文献种类，专利号出版日期技术
13、标准序号 起草责任者.标准代号.标准顺序号发布年.标准名称.出版地：出版者，出版年度1 郑人杰. 计算机软件测试技术. 北京: 清华大学出版社, 1992 2 Wolf W, 孙玉芳等译. 嵌入式计算系统设计原理. 北京: 机械工业出版社, 2002 3 郝跃, 马佩军, 张卫东. 功能成品率估算的缺陷特征参数提取法. 电子学报, 2000, 28(8): 76-784 罗建林. 汉语形式语法中的空位和非常序. 见：陈力为主编. 计算语言学研究与应用. 北京: 北京语言学院出版社，1993. 1-85 Patterson D A & Hennessy J L. Computer organiz
14、ation and design: The hardware/software interface. 2nd Edition, San Francisco: Morgan Kaufmann, 1994 6 Carreira J, Madeira H and Silva J G. Xception: A technique for the experimental evaluation of dependability in modern computers. IEEE Transactions on Software Engineering, 1998, 24(2): 125-1367 Koo
15、pman P and DeVale K. Comparing the robustness of POSIX operating systems. In: Proceedings of the IEEE 29th International Symposium on Fault-Tolerant Computing, Madison, IEEE CS Press, June 1999, pp. 30-37 8 苗夺谦. Rough Set理论在机器学习中的应用研究博士学位论文. 中国科学院自动化研究所, 北京, 1997 9 南京大学, 天津大学, 重庆大学, 等. 粘滞流体力学. 北京: 高
16、等教育出版社, 198710 GB9078-1996, 工业炉窑大气污染物排放标准.11 Clark D W. The memory system of a high performance personal computer. Xerox Palo Alto Research Center, Tech Rep: CSL-81-1, 198112 MC88100 RSIC Microprocessor Users Manual (Second edition). Englewood Cliffs: Prentice Hall, 199013 2003-1014 DeVale J. Measur
17、ing operating system robustness. http:/www.ece.cmu.edu/koopman/thesis/devale_ms.pdf, 2004-03 致谢【下空一行直接添加致谢内容。】致谢应以简短的文字对在课题研究和设计说明书（论文）撰写过程中曾直接给予帮助的人员（例如指导教师、答疑教师及其他人员）表示自己的谢意，这不仅是一种礼貌，也是对他人劳动的尊重，是治学者应有的思想作风。文字要简捷、实事求是，切忌浮夸和庸俗之词。附录 附录题目【在这里写附录内容】对于一些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入附录中。此项为可选项目。附录大致包括如下一些材料：（1）比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点，建议可以阅读的参考文献的题录，对了解正文内容有用的补充信息等。（2）由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料。（3）某些重要的原始数据、公式推导、软件源程序、框图、结构图、统计表等。另：外文资料翻译，按word默认文档格式（五号宋体字）编辑打印。要求至少翻译一篇本专业英文文献（10000个以上印刷符号），装订时原文在前，译文在后。