单片机课程设计报告
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0 波形输出程序和切换：
ORG 0000H ；程序开始
MOV SP,#60H ；设置堆栈
MOV DPTR,#8000H ；0832的地址
LOP: JB P3.5,TIAO ；是否需要调频
MOV R6,#01H ；设置步长
MOV R5,#01H
START:JB P3.0,JCHI ;输出锯齿波程序
JB P3.1,SJIAO ;输出三角波程序
JB P3.2,TXING ;输出梯形波程序
JB P3.3,FBO ;输出方波程序
JB P3.4,ZXUAN ;输出正弦波程序
SJMP LOP ；循环检测
;------------------------
JCHI:MOV A,#00H ；设置初值
LOOP:MOVX @DPTR,A ；把数据送到端口转换
ADD A,R6 ；通过步长改变数据，上升波形 单片机课程设计报告
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1 CJNE A,#00H,LOOP ；A值是否到最高点
; DJNZ R5,LOOP
SJMP LOP ；返回检测开关
;---------------------------
SJIAO:MOV A,#00H ；设置初值
LOOP3:MOVX @DPTR,A ；把数据送到端口转换
ADD A,R6 ；通过步长改变数据上升波形
CJNE A,#00H,LOOP3 ； A值是否到最高点
DEC A ；减少步长改变数据下降波形
LOOP2:MOVX @DPTR,A ；把数据送到端口转换
DEC A ；减少步长改变数据下降波形
学习文档 仅供参考 摘要
本系统主要以TL081A运放为核心，由方波发生器、滤波分频电路、移相电路、加法器电路模块组成。实现了产生多个不同频率的正弦信号与基于多个正弦波合成方波信号的电路功能。系统基本工作过程为：1kHz方波信号通过低通滤波器和带通滤波器得到按傅里叶级数展开的1kHz基波正弦波信号和3kHz三次谐波正弦波信号。而后将基波信号通过移相电路使其相位调整到与三次谐波相同，然后通过加法电路将信号合成近似的方波信号。输出波形结果说明，系统合成波形符合理论傅里叶分析结果，比较准确。正弦涉及合成波的幅值测试误差小于5%，符合题目要求。
关键词：方波发生器；傅里叶级数；分频；滤波；移相
一．总体方案设计及论证
设计制作一个电路，能够产生多个不同频率的正弦信号，并将这些信号再合成为近似方波信号。系统框图如下列图所示：
具体要求： 矩形波发生电路滤波分频移相器加法器正弦波产生实验方波合成实验矩形波测试点基波测试点三次谐波测试点移相后基波测试点合成信号测试点学习文档 仅供参考
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1.2 方案论证比较
1.2.1 系统总体方案
方波发生电路产生1kHz方波，对其中的基波和三次谐波分量进行提取，1kHz
基波可用截止频率为1kHz的巴特沃斯低通滤波器滤波得到，3kHz谐波可用中心频率设为3kHz的高Q值带通滤波器滤波得到。最后再经相位调整重新合成近似方波。
本系统中的方波发生电路是实现后续各级电路功能的基础，对频率准确度和
稳定度的要求较高。
方案一：555定时器组成的多谐振荡器，直接调节至1KHz左右的对称方波。
此方案成本低廉，实现方便，但其稳定性容易受到外部元件的影响，在振荡频
率较高时频率稳定度不够。
方案二：使用石英晶振组成高稳定度的频率参考源，并使用计数器和集成锁
相环芯片构成分频/倍频环，以产生1KHz的方波。该方法产生的信号稳定度高，
函数信号发生器和任意波形发生器对比
1、函数信号发生器
函数发生器是使用最广的通用信号源信号发生器，提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形，有的还同时具有调制和扫描功能。
函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源(DDS)无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟式，其锁相环(PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动(phaseJitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但数字式信号源中，数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器，如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。
2、任意波形发生器
任意波形发生器，是一种特殊的信号源，不仅具有一般信号源波形生成能力，而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。在我们实际的电路的运行中，由于各种干扰和响应的存在，实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号，如果在设计之初没有考虑这些情况，有的将会产生灾难性后果。任意波发生器可以帮您完成实验，仿真实际电路，对您的设计进行全面的测试。
由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中，通过专用的波形编辑软件生成波形，有利于扩充仪器的能力，更进一步仿真实验。另外，内置一定数量的非易失性存储器，随机存取编辑波形，有利于参考对比，或通过随机接口通讯传输到计算机作更进一步分析与处理。有些任意波形发生器有波形下载功能，在作一些麻烦费用高或风险性大的实验时，通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来，然后通过计算机接口传输到信号源，直接下载到设计电路，更进一步实验验证。
泰克推出的AFG3000系列三合一信号源，可以完成以上提到的功能，并且在波形输出的精度、稳定性等方面都有较大提高，是走在行业前列的新一代任意波发生器。
信号源的主要技术指标
传统函数发生器的主要指标和新近研发的任意波形发生器的主要指标有一些不同，我们这里分开介绍。
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一、 题目要求及分析
1.1题目要求
任意波形信号发生器
利用FPGA器件产生控制信号及数据信号，经DAC0832和TL082转换产生以下波形：
1) 正斜率斜波；
2) 正弦波；
3) 锯齿波；
4) 任意波形。
用示波器观察输出波形。
硬件电路内容和要求：用DAC0832实现数模转换电路，用TLC082实现电流－电压转换电路，画出电路原理图。
软件设计内容和要求：VHDL编程实现任意波形的信号控制器。要求可以用开关切换不同的波形数据输出。
1.2题目分析
VHDL语言是随着集成电路系统化和高度集成化的发展而逐步发展起来的，是一种用于数字系统的设计和测试的硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下和基于库的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。
在本次课程设计中，函数发生器的设计采用自顶向下的系统设计的方法，通过MAX+plusⅡ开发环境进行编辑、综合、波形仿真，并下载到CPLD器件中，采用模块化的设计，对功能的修改和增加，只要修改VHDL源程序，而不必更改硬件电路。实现数字系统硬件的软件化。
任意信号发生器体现在它能选择输出四个波形，即正斜率斜波、正弦波、锯齿波、任意波形；
还可以改变波形的某些表征参量，从而控制输出的波形。其主要问题是波形的选择和准备与输出的模拟信号波形相对应的数字信号，前者可以通过外接开关从而选择输出什么样的波形，后者可以通2
过建立相应波形的数字信号模块得到，然后建立一个信号，用来保存所采点的数据，最后把该信号送给ADC0832的输入数据端口就可以了。这两个主要问题当然在做的过程中还需要考虑到数据的选择、位宽的大小、管脚的取舍等问题。
