多功能智能函数发生器的设计毕业设计正文

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1、南昌航空大学士学位论文第一章绪论1.1选题依据和意义信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器，除了在电子测量中有广泛应用，信号发生器在其它领域中也有应用，例如机械部门的超声波探伤，医疗部门的超声波诊断、频谱治疗仪等。信号发生器也是一种常用的信号源，广泛应用于科学研究、生产实践和教学实践等领域，信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具，也常用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验，因此完整的函数信号发生器的设计具有非常重要的实践意义和广阔的应用前景。信号发生器必然将向更高性能，更高精确度，更高智能化方向发展，就像现在数字化信号发生器的崛起一样。但作为一种仪器，必然

2、要考虑其所用领域，也就是说要因地制宜，综合考虑性价比，用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代，还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验，有着广阔的应用前景。本设计的意义在于使日常所学知识得到一个实际应用的机会，它不仅可以让学生了解到一个设计的组成和步骤，学习到一个设计的设计方法和技巧另外，也能通过设计使学生学习到了设计的技巧——模块化设计，即把一个设计分成若干个模块，对每个模块进行设计和完善，再对每个模块进行组合和完善，最后形成完整的设计，从而达到学习认知并加以使用的过程。1.2国内外关于该论题的研究现状和发展趋势信号发生器作为一种常见的应用电子仪器

3、设备，传统的一般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、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，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。信号发生器一直在发展之中，从70年代的只能产生简单波形而且成本高到现在可以产生各种复杂的波形成本也大大降低，到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过GHz的DDS芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003年，Agilent的产品33220A能够产生17种波形

4、，最高频率可达到20M，2005年的产品N6030A能够产生高达500MHz的频率，采样的频率可达1.25GHz。由上面的产品可以看出，函数波形发生器发展很快近几年来，国内外波形发生器技术发展的非常迅速！46南昌航空大学士学位论文1.3单片机在低频信号发生器中的应用随之时代的进步，科技的不断进步，电子技术也日新月异，给人们带来了根本性的转变。在现代社会电子领域内，单片机的应用正在不断的走向深入，这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用，并走入家庭，从工厂进入生活中，微波炉啊、空调、音

5、响等等，处处可见其应用。因此，单片机已成为日常生活必不可缺的一部分，带来了许许多多的好处，让民众的生活更加智能化、舒适化。1.4研究内容本文是基于单片机的多功能智能函数发生器的设计，采用C程序编程的方法来实现递增斜波、递减斜波、方波、三角波、正弦波、阶梯波的产生。根据设计的要求，对各种波形的频率进行程序的编写，通过数码管显示波形种类和频率，并将所写程序装入单片机的程序存储器中，在程序运行中，当接收到来自外界的按键指令，需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经数/模转换电路和运算放大器电路处理后，从函数发生器的输出端口输出。第二章系统设计46南昌航空大学士学位

6、论文2.1系统方案比较方案一：采用单片函数发生器ICL8038，ICL8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用运算放大器改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的种类有限，只有几种波形，也没有办法通过编程的方法改变频率，没法实现要求的功能。方案二：AT89C52芯片中的每一路模拟输出与DA0832芯片连接，构成多个DA0832同步输出电路，这样的做法好处是精度高，且电压的幅度高，但是，多个DA0832相连输出，不易检查错误，而且电路复杂。方案三：采用单片机编程的方法来实现，AT89C52芯片与一片DA0832相连，且DA芯片工作在直通模式，直接处理数据进行数

7、模转换，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与显示。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的很高，可调性也高。鉴于方案一的信号产生的种类不够和频率不好控制和方案二的电路复杂，频率覆盖系数不好弄等缺点，所以决定采用方案三的设计方法。它不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法来实现，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。2.2设计原理复位独立式按键89C