多功能函数发生器设计

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毕业论文范文题目： 多功能函数发生器设计，论文范文关键词： 多功能函数发生器设计
多功能函数发生器设计毕业论文范文介绍开始：
　　全文共17265字
　　前言
　　随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。
　　在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波信号是常用的基本测试信号。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。
　　该设计课题的研究和制作全面说明对信号发生系统要有一个全面的解、对信号的发生原理要理解掌握，以及信号发生器工作流程：波形的设定，D/A转换，单片机（C52单片机，显示电路，键盘控制），显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。
　　本设计共分为4章，第1章是绪论，主要介绍函数发生器的发展概况及概述，以及主要研究内容。为以后几章的介绍奠定基础。第2章是系统设计方案，本章主要考虑系统性能、功能和器件选择。包括两个主要内容，系统分析和系统总体方案设计。第3章是硬件设计，本章完成系统的硬件总体设计，详细说明了设计思路。第4章是软件设计及测试，本章是系统的具体实现，对系统按功能模块进行介绍。以及系统的测试结果总结。该设计基本上能满足多功能函数发生器设计的要求。
　　目录
　　摘要 I
　　ABSTRACT II
　　第1章绪论 1
　　1.1 函数发生器概述 1
　　1.2 本课题在国内外的研究状况 1
　　1.3本论文主要研究的内容 3
　　第2章系统设计方案 4
　　2.1设计要求 4
　　2.2 总体方案设计 4
　　2.3 系统分析 5
　　2.3.1 问题定义 5
　　2.3.2 系统可行性分析 5
　　2.4 系统需求分析 6
　　第3章硬件设计 7
　　3.1 总体硬件设计 7
　　3.2 系统模块设计 7
　　3.2.1 AT89C52单片机 7
　　3.2.2 电源设计 10
　　3.2.4 复位与时钟电路设计 13
　　3.2.5 键盘接口设计 14
　　3.2.6 D/A转换设计 16
　　3.2.7 I/V转换波形输出电路 19
　　第4章软件设计及测试 21
　　4.1软件总体设计 21
　　4.2 软件功能设计 21
　　4.3 PROTEUS软件仿真 25
　　4.4 系统测试报告 29
　　结论与展望 31
　　致谢 32
　　参考文献 33
　　附录 34
　　附录A:源程序 34
　　附录B:电路原理图 42
　　摘要
　　函数信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。且特殊波形发生器的价格昂贵。目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，它具有价格低、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。所以本设计使用的是AT89C52单片机构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
　　关键词：函数信号发生器,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章绪论
　　1.1 函数发生器概述
　　波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，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。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的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。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。
　　波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换和频率稳定等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可以对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其他仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系、震动激励、通讯和仪器仪表领域。
　　1.2 本课题在国内外的研究状况
　　在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、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。同时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节，因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。
　　在 70 年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D/和 D/A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。这时期的波形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。
　　90 年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是HP公司推出了型号为 HP770S的信号模拟装置系统，它由 HP8770A任意波形数字化和 HP1776A波形发生软件组成。HP8770A实际上也只能产生8 中波形，而且价格昂贵。不久以后，Analogic公司推出了型号为 Data-2020的多波形合成器，Lecroy 公司生产的型号为9100 的任意波形发生器等。

以上为本篇毕业论文范文 多功能函数发生器设计的介绍部分。

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