武汉纺织大学单片机原理及应用课程设计--信号发生器
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沈阳工程学院┊┊课程设计设计题目:多功能信号发生器程序设计系别自控系班级学生姓名学号2009308103指导教师职称教授起止日期:2012 年1月2日起——至2013 年1月13日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目:多功能信号发生器程序设计系别自控系班级学生姓名学号2009308103指导教师职称教授课程设计进行地点:F422任务下达时间:2012 年 1 月 2 日起止日期:2012年1月2日起——至2012年1月13日止教研室主任2012 年1月13日批准多功能信号发生器的设计1.设计主要内容及要求编写多功能信号发生器程序。
要求:1)能够产生正弦信号、方波信号和三角波信号。
2)输出三种波形能够转换。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求(1).课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体,一般不应少于3000字。
(2).学生应撰写的内容为:中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》执行。
应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。
(3).论文要求打印,打印时按《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求进行打印。
(4). 课程设计论文装订顺序为:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排沈阳工程学院C8051F020单片机原理及应用课程设计成绩评定表中文摘要随着电子技术的飞快发展,单片机也应用得越来越广泛,基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。
单片机构成的仪器具有高可靠性,高性价比。
单片机技术在智能仪表和自动化等诸多领域有了极为广泛的应用,并用到各种家庭电器,单片机技术的广泛应用推动了社会的进步。
利用单片机采用程序设计方法来产生波形,线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,频率稳定度高,抗干扰能力强等优点,而且还能对波形进行细微的调整,改良波形,易于程序控制。
单片机课程设计实验报告电子信息工程学院指导教师:***08年6月30日单片机课程设计实验报告一.系统总体介绍1)题目意义:这次课程设计的题目我选择的是信号发生器,我之所以选择这个题目的原因有三个①它是一个DA转换的实验,在前不久的市电子大赛中,我们做的是AD的转换,所以想将模数/数模都熟悉一遍,为今后可能遇到的接口实验打下坚实的基础;②另外一个原因是用到的芯片是MAX518,该芯片是串行数模转换,运用I2C总线,通过这个实验可以更好的运用串行通信,同时能够学习I2C总线的协议,掌握了一门新的总线,我觉得比其他实验收获更大;③MAX518的时序比较复杂,通过练习针对时序的编程可以更好的提高自己读PDF资料的能力和编程的能力。
2)本人所做的工作这个实验从始至终都是自己完成的。
①程序的编写,程序的编写是我结合MAX518的时序图编写出来的,编程的重点在于对与MAX518的编程,在编程的过程中对于应答信号的理解和处理是整个程序的核心,在单步调试中能够很明显的观测到SDA和SCL信号线上电平的变化;②四种波形的表格数据的建立。
表格的建立是通过MATLAB函数产生的。
其函数分别为:正弦波y=round(127*sin(0:2*pi/256:2*pi))+127锯齿波y=round(0:1:255)三角波y=round(0:2:255)Y=round(255:2:0)方波直接是0和255由于MATLAB产生的数据之间含有回车和空格,不符合汇编语言的语法规则,所以要用WORD对所得的数据进行处理,利用WORD的查找替换同能讲回车和空格替换为英文的逗号,其中回车的表示方法为^p③学习KEIL和SSTFlashFlex51.exe的使用④元器件的购买和焊接⑤实验报告的完成3)系统的主要功能该系统能够产生正弦波,锯齿波,三角波和方波四种波形,同时能够产生16HZ,12HZ,10HZ,8HZ四种频率,也就是可以产生4*4=16种信号,通过8个按键开关来选择,同时有八个发光二极管来指示产生信号的频率和波形,形象直观。
信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称:函数信号发生器的设计二、内容摘要:函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。
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。
它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。
三、设计目的:1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识,培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。
2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力。
3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试,并能进一步解决出现的基本问题,不断完善设计。
4、掌握常用元器件的识别和测试,熟悉万用表等常用仪表,了解电路调试的基本方法,提高实际电路的分析操作能力。
5、在仿真结果的基础上,实现实际电路。
四、设计内容及要求:1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分(1)RC桥式正弦波产生电路,频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz,输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。
(2)占空比可调的矩形波电路,频率3KHz,占空比可调范围10%~90%,输出幅值3V、负载1KΩ。
单片机简易信号发生器课程设计
本课程设计旨在介绍如何使用单片机制作简易信号发生器。
通过本课程的学习,学生将学习如何设计和实现基本的信号发生器电路,了解单片机的基本原理和编程方法,掌握调试和测试信号发生器的方法。
本课程设计包括以下主要内容:
1. 信号发生器的基本原理和电路设计。
学生将学习如何使用电容、电感、振荡器等元件构建基本的信号发生器电路,并了解不同类型的信号发生器的特点和应用。
2. 单片机的基本原理和编程方法。
学生将学习单片机的基本原理和编程方法,包括汇编语言和C语言编程。
通过编程实现信号发生器的各种功能,如不同频率和波形的输出。
3. 调试和测试信号发生器。
学生将学习如何使用示波器和信号分析仪等测试工具对信号发生器进行调试和测试,以确保其输出信号的准确性和稳定性。
通过本课程的学习,学生将掌握基本的电路设计和单片机编程技能,为日后的电子设计和开发打下坚实的基础。
同时,通过实现信号发生器的过程,学生将深入了解信号处理和控制的基本原理,为日后的学习和研究提供帮助。
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武汉纺织大学单片机原理及应用课程设计姓名:向彬彬学号:1103751068班级:光电1102班指导教师:邹崇涛所在院系:电子与电气工程学院2013年12月目录1 设计目的及要求 (3)1-1 设计目的 (3)1-2 设计要求 (3)2 方案设计 (3)2-1 总体方案设计 (3)2-1.1 系统原理分析 (3)2-2 硬件电路设计 (4)2-2.1 主要芯片介绍 (4)2-3 软件设计 (7)2-3.1 软件程序流程图 (7)2-3.2 发送数据子程序 (8)2-3.3 波形产生过程 (8)3 Protues仿真 (9)4 调试及实验结果 ............................................................................. - 9 -5 实验中遇到的问题 ....................................................................... - 12 -5-1 错误 ................................................................. - 12 -5-2 不足 ................................................................. - 12 -6 心得体会........................................................................................ - 12 -7 参考文献........................................................................................ - 13 - 附录程序清单. (14)- 2 -基于STC89C52的信号发生器课程设计报告1设计目的及要求1-1 设计目的(1) 掌握各个接口芯片(如DAC0832等)的功能特性及接口方法,并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。
单片机课程设计报告系部:电子通信工程系专业:电子信息工程课程设计报告前言:本文以8051f410单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、锯齿、三角波、及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件控制,幅度的改变通过硬件实现。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
本系统可以产生最高频率99999HZ的波形。
该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
设计报告:一、工作原理数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号,因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。
8051f410单片机本身就是一个完整的微型计算机,具有组成微型计算机的各部分部件:中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等,只要将8051f410再配置键盘及、及波形输出、放大电路等部分,即可构成所需的波形发生器。
经过考虑,我们确定方案如下:利用F410单片机采用程序设计方法产生锯齿波、三角波、正弦波、方波四种波形,再通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号,滤波放大,最终由示波器显示出来,通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化,最终输出显示其各自的类型以及数值。
1.1、设计要求1)、利用单片机采用软件设计方法产生四种波形2)、四种波形可通过键盘选择3)、波形频率可调4)、需显示波形的种类及其频率二、主程序思路主程序先是进行一些初始化的工作,然后根据波形标志代码的值,使其形成多个数组,每个数组都是一个波形代码。
这样写的好处是输出的波形频率也可以有定时常数决定,找到定时常数和输出频率的关系。
在按键设置波形转换状态的循环中,波形的转换状态在按键上可以一一看出,把四种波形设置成0、1、2、3、在数码管的最高位设置成循环显示,然后把每个波形的代码值通过单片机自带的AD 转换赋给输出的数据口,确定每个数组然后确定数组的列是否为数组中最后行的一个元素,若是则运行下一行的元素(另一个波形),并通过端口输出P0.0。
单片机简易信号发生器课程设计
单片机简易信号发生器是一种基于单片机技术的电子设备,它可以产生各种不同的信号波形,如正弦波、方波、三角波等。
在电子工程领域中,信号发生器是一种非常重要的测试仪器,它可以用于测试各种电子设备的性能和参数,如放大器、滤波器、振荡器等。
在本次课程设计中,我们将使用单片机技术设计一款简易的信号发生器。
首先,我们需要选择一款适合的单片机芯片,如AT89C51、PIC16F877A等。
然后,我们需要编写相应的程序代码,实现信号波形的产生和输出。
在程序设计中,我们可以使用定时器和计数器来实现不同频率的信号波形产生。
例如,我们可以使用定时器产生一个固定频率的方波信号,然后通过改变计数器的值来改变方波的占空比。
同样地,我们也可以使用定时器和计数器来产生正弦波和三角波等不同形式的信号波形。
在硬件设计方面,我们需要选择适合的电路元件来实现信号波形的输出。
例如,我们可以使用DAC芯片来将数字信号转换为模拟信号,然后通过放大器和滤波器来输出信号波形。
当然,我们也可以选择其他的电路方案来实现信号波形的输出。
单片机简易信号发生器是一款非常有用的电子设备,它可以用于各种电子设备的测试和调试。
通过本次课程设计,我们可以学习到单
片机技术的应用和信号发生器的原理,提高我们的电子技术水平。
电子与电气工程学院课程设计报告课程名称单片机原理设计题目基于单片机的信号发生器专业名称电子科学与技术班级 132班学号学生姓名指导教师2016年5月19日电气学院单片机应用技术课程设计指导老师评价表目录摘要与关键词 (1)ABSTRACT .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1绪论.. (2)1.1课题设计背景 (2)1.2研究现状 (2)1.3选题意义 (3)1.4设计内容 (3)1.5设计功能 (3)2系统概述 (4)2.1方案论证与比较 (4)2.1.1总体方案 (4)2.1.2改变幅度方案 (4)2.2工作原理 (4)3 单元电路设计与分析 (5)3.1系统硬件设计 (5)3.1.1主控电路 (5)3.1.2数/模转换电路 (6)3.1.3运算放大电路和低通滤波电路 (7)3.2系统软件设计 (8)3.2.1主程序 (8)3.2.2中断服务程序 (9)4安装调试及测量数据分析 (9)4.1调试过程 (9)4.2频率的测量数据 (10)4.3波形的输出 (11)4.4效果分析 (14)4.5测量仪器 (14)结论 (14)参考文献 (14)基于单片机的低频信号发生器的设计摘要与关键词摘要:随着通信技术的发展,信号源的产生与传播已经成为通讯界不可或缺的一部分,不管是在电视、雷达还是卫星信号的产生上,信号源都起着举足轻重的作用。
本系统以STC89C52RC单片机为核心,利用数字波形技术,在软件程序和硬件电路相结合的情况下构造出了一个低频信号发生器。
信号发生器具有自定义输出波形的功能,不管是波形的频率和波形的幅度都可以在一定范围内自由定义。
本系统主要由主控电路模块、数/模转换电路模块、运算放大电路模块和低通滤波电路模块四个部分组成,描述了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理以及信号的转换方式等功能。
摘要随着信息技术的高速发展,单片机在生活以及工业生产中担任着越来越重要的角色,因而掌握好单片机的知识对我们信息专业的学生来说非常重要。
本文介绍一种用AT89C52单片机接一个数模转换器构成的单片机波形发生器,可产生较清晰的方波、三角波、锯齿波和正弦波4种波形信号,用示波器可以显示输出的波形,波形的周期可用程序改变,并可根据需要选择单极性输出或双极性输出,信号的周期则通过一个电位器可以调节,可以输出集中频率的波形,本设计电路具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。
关键词:信号发生器 AT89C52单片机ADC0808目录摘要 (I)第1章绪论 (1)第2章系统设计 (2)2.1设计思路 (2)2.2设计功能 (2)第3章过程论述 (3)3.1 硬件设计 (3)3.2 软件设计 (5)第4章电路实现 (9)第5章波形仿真 (11)5.1正弦波的仿真 (11)5.2方波的仿真 (11)5.3锯齿波的仿真 (12)5.4 三角波的仿真 (12)第6章课程设计总结 (12)参考文献 (14)附录源程序清单 (15)第一章绪论随着信息技术的飞鼠发展,单片机技术作为计算机技术的一个分支,广泛地应用于工业控制,智能仪器仪表,机电一体化产品,家用电器等各个领域。
成为现代化电子系统中最重要的智能化工具。
因而掌握一定的单片机技术对与工科类的学生来说十分重要。
信号发生器应用广泛,种类繁多,性能各异,分类也不尽一致。
按照频率范围分类可以分为:超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。
按照输出波形分类可以分为:正弦信号发生器和非正弦信号发生器,非正弦信号发生器又包括:脉冲信号发生器,函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。
按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。
前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。
福州大学《PIC课程设计》信号发生器哈哈,福大的学弟学妹们有福了。
学生姓名: XXXXXXXXXX学号: ******XXXX专业班级:电气学院2011级XX班指导教师: XXXXXXXXX二○一四年 6 月 27 日目录1、概述 (1)2、课程设计内容 (1)2.1、整体方案 (1)2.2、硬件设计 (2)2.3、软件设计 (4)3、仿真结果 (7)4、设计体会 (11)1、概述信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器,且特殊波形发生器的价格昂贵。
本设计采用PIC16F887单片机作为逻辑控制单元,利用MCP4821芯片转换单片机发出的数据,经过放大器放大产生正弦波、三角波、锯齿波和方波信号。
通过外部按键切换波形,通过电位计经过AD转化控制信号周期大小。
本设计利用液晶显示芯片1602作为显示单元,显示波形的类型和波形的周期。
信号发生器在显示生活中也起到很重要的作用,是电子技术领域的一种常用设备,长期以来都是由模拟电路构成的。
这类仪器作为信号源,在高频范围内其频率稳定度高,可调性好。
然而,在科学研究和生产实践中,如工业过程控制、生物医学等领域,通常需要用低频信号源。
由模拟电路生成低频信号性能不能令人满意,而且用于低频其RC很大。
大电阻、大电容在制造上有困难,参数准确度难以保证,同时体积大、漏电损耗显著。
利用单片机用程序设计方法产生波形,其频率底限几乎无限度、稳定度好,频率幅值可以由电位计调整。
本设计实现的功能为:1、装置能生成正弦波、三角波、锯齿波、方波,通过波形切换按键进行切换。
2、装置波形周期能通过电位计调节。
3、生成波形设有两档,以满足更高周期(更低频率)的要求。
2、课程设计内容2.1、整体方案本设计采用PIC16F887单片机作为逻辑控制单元,通过MCP4821芯片转换单片机发出的数据,经过放大器放大产生正弦波、三角波、锯齿波和方波信号。
信号发生器的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解信号发生器的原理与功能,掌握其基本组成部分和使用方法。
2. 学生能够描述信号发生器在不同波形下的特点,如正弦波、方波、三角波等。
3. 学生能够运用信号发生器进行简单的信号生成与处理。
技能目标:1. 学生能够独立操作信号发生器,进行基本信号的产生和调整。
2. 学生能够通过信号发生器完成简单的实验,如观察波形、测量频率等。
3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中与信号发生相关的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术实验的兴趣,增强实践操作的自信心。
2. 学生形成良好的团队合作意识,能够在实验过程中相互协作、共同进步。
3. 学生认识到信号发生器在电子技术领域的重要性,激发对相关学科的学习热情。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子技术实验课程,以信号发生器为核心,结合教材内容,使学生掌握信号发生器的原理、使用方法及在实际电路中的应用。
针对高中年级学生,课程注重理论与实践相结合,培养学生动手操作能力和实验技能。
教学要求明确、具体,注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
课程目标分解:1. 知识目标:通过课堂讲解、实验演示和课后复习,使学生掌握信号发生器的相关知识。
2. 技能目标:通过分组实验、课后练习和实际操作,提高学生的动手能力和实验技能。
3. 情感态度价值观目标:通过课程学习,激发学生对电子技术的兴趣,培养良好的团队合作意识和学习态度。
二、教学内容本课程教学内容以教材中信号发生器相关章节为基础,涵盖以下方面:1. 信号发生器原理:介绍信号发生器的工作原理、基本组成部分及其功能。
2. 信号发生器种类:分析不同类型的信号发生器,如模拟信号发生器、数字信号发生器等。
3. 波形生成与调整:讲解正弦波、方波、三角波等常见波形的生成原理,以及如何使用信号发生器进行波形的调整。
4. 信号发生器应用:介绍信号发生器在实际电路中的应用,如模拟信号源、时钟信号发生等。
基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版本毕业设计旨在设计一个基于单片机的函数信号发生器,以满足工程实践需求。
设计的信号发生器将具有以下特点:能够输出多种波形、具备可调频率和幅度的功能、具备稳定性和高精度等。
首先,信号发生器的硬件设计包括信号源、滤波电路、放大电路和输出电路。
信号源负责产生基本的信号波形,可以通过设置单片机的IO口电平高低来控制信号的波形。
滤波电路和放大电路主要负责对信号进行滤波和放大处理,以确保输出的波形质量和幅度稳定性。
输出电路则是将放大后的信号输出到外部设备上。
其次,信号发生器的软件设计主要是通过编程控制单片机的IO口来实现波形的生成和调节。
编程方面,可以使用C语言或者汇编语言来编写程序,实现波形的输出、频率和幅度的调节等功能。
在程序的运行过程中,需要通过控制IO口电平的高低来控制信号的形状。
同时,可以使用按键或旋钮等外部输入设备来实现对频率和幅度的调节,以满足用户的实际需求。
最后,在设计的过程中需要注意信号发生器的稳定性和精度。
稳定性主要包括信号的频率稳定性和幅度稳定性。
频率稳定性可以通过使用高精度的时钟源和精确的频率分频电路来实现。
幅度稳定性可以通过使用高精度的放大电路和自动增益控制电路来实现。
精度方面,则可以通过使用高精度的模拟数字转换芯片和时钟源来实现。
总的来说,基于单片机的函数信号发生器在工程实践中具有重要意义。
本设计旨在结合硬件和软件技术,实现一个功能完善、稳定性好、精度高的信号发生器。
通过合理的设计和优化,该信号发生器能够满足工程实践的需求,为相关领域的研究提供信号源支持。
课程设计信号发生器学生姓名:安小鹏学号: 131001201学院:理学院专业:应用物理指导教师:任世伟刘天山2016年 06 月 28 日信号发生器摘要:本文以STC89C51单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、锯齿波、波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件控制,幅度的改变通过硬件实现。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
关键词:单片机,信号发生器,D/A转换一、设计要求利用单片机的控制及编程能力,采用查询法设计一个函数发生器,要求能够产生方波、正弦波,分析采样点数量与频率之间的关系。
二、设计原理向单片机输入所需要的程序并通过扩展D/A转换接口就可以方便地产生正弦信号。
正弦波的产生比较特殊,它不是由单片机直接产生波形的,它只能产生连续的阶梯波来向正弦波不断地逼近。
很显然,在一个周期内阶梯波的阶梯数目越多,单片机输出的波形也就越接近正弦波。
如图所所示一般而言,计算机要形成正弦波信号的最简便办法就是使用D/A 转换器,因计算机可以隔一定时间向D/A转换器输出一个数字量,而输出的该数字量为相应时刻的函数值,则在D/A转换器输出端就可以得到一个相应的函数信号。
D/A转换器形成的函数信号实际上是一个阶梯状波。
所以用D/A转化器形成的正弦波信号除了正弦基频分量(所需要的信号)外,还包含了各种高次谐波与余弦基频分量。
因而形成的正弦波信号只能是一逼近的正弦波信号。
为了正弦信号的数字量逼近,可以有多种方案。
而逼近一个正弦函数的精确程度是和正弦波信号的细分度N和D/A转换器的分辨率直接有关。
细分度N越大产生的正弦信号就越精确,但是这要求计算机速度也相应的高;D/A转化器的分辨率越高产生的正弦信号也就越精确,但是D/A转化器的分辨率受其价格和计算速度以及字长的制约,不宜过高,应取一个合理的分辨率。
可修改可编辑设计(论文)题目基于单片机的信号发生器摘要信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
本文利用AT89C51单片机作为控制核心来设计信号发生器,通过程序设计的方法产生正弦波、方波、三角波,并在Protues电子设计平台上对此方案进行了仿真,得到与理论相应的波形。
通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号,最终由示波器显示出来。
通过按键来控制这几种波形的类型选择,而且可控制频率的变化,在一定范围内波形的幅度和频率可任意改变。
本次设计消除了传统信号发生器存在元器件分散性造成波形失真的缺陷,并且其设计简单,价格低廉,产生的波形稳定,可用于多种需要低频信号源的场合,实用性强。
【关键词】信号发生器 D/A转换 AT89C51 频率幅度AbstractSignal generator is also known as signal source or oscillator, in the production practice and technology is widely used in the field of. Each kind of wave may use the trigonometric function equation. Can produce a variety of waveforms, such as the triangle wave, sawtooth wave, rectangular wave (including square wave ), sine wave circuit is called the function signal generator. Function signal generator in electric circuit experiment and the equipment examination has a very wide range of uses. For example, in communication, broadcasting, television system, needs the radio frequency ( HF) emission, the radio wave is the carrier, the audio frequency ( low frequency ), the video signal or pulse signal to carry out, will need to be able to produce the high frequency oscillator. In industry, agriculture, biomedical and other fields, such as high-frequency induction heating, smelting, quenching, ultrasound, magnetic resonance imaging, required power big or small, or high or low frequency oscillator.This paper design a signal generator, and AT89C51 is used as a control microcontroller core, It can generate sine wave, square wave, triangle wave through the method of program design , and the simulation by the computer soft ware Proteus is been done , and those results consistent with the theory.converting a digital signal into an analog signal through the D/A converter ,and ultimately displayed by the oscilloscope. Through the button to control the options of waveform types and can change frequency ,amplitude and frequency of the waveform can be arbitrarily changed within a certain range. The design eliminates the defect of waveform distortion which produced by the dispersion of the components which exist in the traditional signal generator. Its design is simple,inexpensive,stable and can be used in a variety of occasions that require low frequency signal source,it has practical value.【keywords】Signal Generator D / A converter AT89C51 Frequency Margin目录第一章绪论 (4)1.1课题研究的动态和意义 (4)1.2单片机概述 (4)1.3信号发射器分类 (4)1.4设计任务和要求 (4)第二章方案的设计与选择 (5)2.1方案的比较 (5)2.2设计原理 (5)2.3设计功能 (6)第三章主要电路元器件介绍 (6)3.1AT89C51单片机简介 (6)3.2DAC0832简介 (8)第四章硬件实现和单元电路设计 (9)4.1硬件原理框图 (9)4.2复位电路 (10)4.3D/A转换电路 (11)4.4按键接口电路 (12)4.5时钟模块设计 (12)4.6显示模块设计 (13)第五章软件设计 (14)5.1程序流程图 (14)5.2初始化程序 (15)5.3键扫描程序 (16)5.4波形产生程序 (16)5.5波形仿真 (17)第六章安装调试和问题解决 (21)6.1调试过程 (21)6.2出现问题与解决方法 (22)实验总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)附录1 电路原理图 (23)附录2 源程序 (24)第一章绪论1.1课题研究的动态和意义信号发生器也被称为函数发生器,主要作为试验用的信号源,是现金各种电子电路实验设计中不可或缺的仪器设备之一。
实验项目名称:姓名:雷锋一号学号:123456789 班级:通信1班实验时间:星期四姓名:雷锋二号学号: 123456789 班级:通信1班实验地点: 407实验七函数信号发生器设计一、实验目的1. 掌握单片机片内DAC的使用及应用程序设计二、实验内容应用C8051F020单片机内DAC设计制作一个简单的函数信号发生器,该信号发生器能产生正弦波、方波、三角波。
要求:1. 输出波形的频率范围为100Hz~10kHz;频率可调,频率步进间隔≤100Hz。
2. 输出波形幅度范围0~2V(峰-峰值)。
3. 具有显示输出波形的类型、频率的功能。
三、实验说明通过本实验,掌握单片机片内DAC使用方法,掌握基于单片机函数信号发生器的工作原理与设计方法。
必须用模块化方法进行C语言程序设计。
四、实验仪器和设备PC机、Keil uVision2软件,C8051F020单片机,EC3在线仿真器。
五、实验原理D读出数组中的本实验采用查表的方法产生波形,即将所要产生的波形的数字量存在数组中,经过时间t一个数并将下标数组下标一项下一个(如果已经移到最后一个,就回到0),并用DAC将数字量转化为模拟量输出,只要在一个周期里取足够多的点,波形就可基本无失真的输出。
六、程序流程图开始关闭看门狗开启中断配置系统时钟端口初始化ZLG 芯片初始化DAC 初始化外部中断7初始化定时器2初始化数码管显示初始化T2溢出?Y查找方波数据查找正弦波数据查找三角波数据354model ?外部中断7溢出?NY读取频率值计算扫描时间间隔N七、实验结果与分析通过实验检测,利用按键0,1,2输入所需频率,按键3,4,5选择波形,利用示波器观察,可见相关的正弦波、方波、三角波。
用按键设定的频率以及示波器所测的频率如下表:分析与结论:有表可知,频率的设定范围在100HZ~10KHZ之间,输出的波形频率误差非常小,并可以通过按键切换波形,实现了利用扫描查询的方式产生波形,并掌握单片机片内DAC的使用及应用程序设计。
武汉纺织大学单片机原理及应用课程设计姓名:向彬彬学号:1103751068班级:光电1102班指导教师:邹崇涛所在院系:电子与电气工程学院2013年12月目录1 设计目的及要求 (3)1-1 设计目的 (3)1-2 设计要求 (3)2 方案设计 (3)2-1 总体方案设计 (3)2-1.1 系统原理分析 (3)2-2 硬件电路设计 (4)2-2.1 主要芯片介绍 (4)2-3 软件设计 (7)2-3.1 软件程序流程图 (7)2-3.2 发送数据子程序 (8)2-3.3 波形产生过程 (8)3 Protues仿真 (9)4 调试及实验结果 ............................................................................. - 9 -5 实验中遇到的问题 ....................................................................... - 12 -5-1 错误 ................................................................. - 12 -5-2 不足 ................................................................. - 12 -6 心得体会........................................................................................ - 12 -7 参考文献........................................................................................ - 13 - 附录程序清单. (14)- 2 -基于STC89C52的信号发生器课程设计报告1设计目的及要求1-1 设计目的(1) 掌握各个接口芯片(如DAC0832等)的功能特性及接口方法,并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。
(2) 以单片机为基础,设计并开发能输出多种波形(正弦波、三角波、方波等)且频率可变的函数发生器。
(3) 利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计,锻炼我们理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
(4) 通过运用相关芯片实现信号发生器的功能,从而达到熟练掌握各种器件的目的,同时,锻炼动手能力及编程调试能力,更深地理解课上所学的单片机的知识,增加电子电路知识,提升作为一个电子信息工程专业学生的专业素养1-2 设计要求(1)用单片机加之DAC芯片等器件,实现能产生方波,三角波,正弦波且频率可变的信号发生器。
(2)熟悉各个器件的性能和使用方法,特别是89c52,掌握他们之间的连接和数据传输方法,能够熟练使用它们及编写程序。
(3)完成单片机和DAC的选型,了解不同波形的产生原理和设计方案,画出硬件电路图,并编程完成软件部分,最后调试观察产生不同类型的波形信号。
2方案设计2-1 总体方案设计通过要求分析,以下几点是解题的关键:用单片机加之DA芯片,实现能产生方波,三角波,正弦波信号发生器掌握89c51和DAC0832转换芯片之间的连接和数据传输方法,熟练使用它们及编写程序2-1.1系统原理分析数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号,因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。
89C52单片机本身就是一个完整的微型计算机,具有组成微型计算机的各部分部件:中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O 接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等,只要将89C51再配置键盘及、数模转换及波形输出、放大电路等部分,即可构成所需的波形发生器,其信号发生器构成系统框图如下图所示。
- 3 -图1 系统框图2-2 硬件电路设计2-2.1主要芯片介绍1 单片机STC89C52介绍STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能:8k字节Flash,512字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。
另外STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz,6T/12T可选。
外形及引脚排列如下图所示:AT89C51管脚说明:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL- 4 -- 5 - 门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口,可接收输出4个TTL 门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL )这是由于上拉的缘故。
RST :复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG :当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE 脉冲。
如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。
此时, ALE 只有在执行MOVX ,MOVC 指令是ALE 才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止,置位无效。
/PSEN :外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN 有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信号将不出现。
/EA/VPP :当/EA 保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH ),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA 将内部锁定为RESET ;当/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH 编程期间,此引脚也用于施加12V 编程电源(VPP )。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
图2 STC89C52引脚图 2 DAC0832介绍:1) DAC0832是8分辨率的D/A 转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A 转换器由8位输入锁存器、8位DAC 寄存器、8位D/A 转换电路及转换控制电路构成。
图中,VDD 和AGND 为电源端和接地端,DIN,OUT 为数据输入端和输出端,REFIN 应给予2.7-5.5v 的参考电压,此电压根据所需波形的复制而定。
- 6 - 2) 5616的十六位数据值包括两部分:D0~D7:8位数据输入线,TTL 电平,有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错) ILE :数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;CS :片选信号输入线(选通数据锁存器),低电平有效;WR1:数据锁存器写选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ns )有效。
由ILE 、CS 、WR1的逻辑组合产生LE1,当LE1为高电平时,数据锁存器状态随输入数据线变换,LE1的负跳变时将输入数据锁存;XFER :数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于500ns )有效; WR2:DAC 寄存器选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ns )有效。
由WR2、XFER 的逻辑组合产生LE2,当LE2为高电平时,DAC 寄存器的输出随寄存器的输入而变化,LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC 寄存器并开始D/A 转换。
IOUT1:电流输出端1,其值随DAC 寄存器的内容线性变化;IOUT2:电流输出端2,其值与IOUT1值之和为一常数;Rfb :反馈信号输入线,改变Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度;Vcc :电源输入端,Vcc 的范围为+5V ~+15V ;VREF :基准电压输入线,VREF 的范围为-10V ~+10V ;AGND :模拟信号地;DGND :数字信号地。
图3 DAC0832芯片引脚图 3)硬件连接如图4,是DAC0832与51单片机的连接方式。
图4 DAC0832与单片机连接图- 7 - 3 LCD1602介绍 工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符。
(16列2行)1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM ,显示效果也不好)。