DSP三角波、方波、锯齿波信号发生器(精)

基于E D A技术的正弦波方波三角波锯齿波四种波形发生器Newly compiled on November 23, 2020梧州学院课程论文(2014 -2015学年第2学期)课程论文题目：基于EDA技术的正弦波、方波、三角波、锯齿波、四种波形发生器学生姓名：目录论文题目: 基于EDA技术的正弦波、方波、三角波、锯齿波、四种波形发生器学生姓名：摘要随着EDA技术以及大规模集成电路技术的迅猛发展，波形发生器的各方面性能指标都达到了一个新的水平。

采用CPLD/FPGA器件在QuartuesII设计环境中用VerilogHDL语言完成的波形发生器具有频率稳定性高，可靠性高，输出波形稳定等特点。

本文介绍了基于EDA技术的波形发生器的研究与设计。

本文采用VerilogHDL语言，运用LPM-ROM制定的方法设计的波形发生器，经过按键来选择四种波形实现了正弦波，方波，三角波，以及锯齿波四种波形的输出，经过实际下载到FPGA实验板上，设计要求已经完全实现。

关键词：VerilogHDL 波形发生器 LPM-ROM FPGA一、系统设计目的与要求、前言随着现代化集成电路和计算机技术的不断飞跃发展，使得电子产品的设计在市场上的应用更为广泛，而且其实现方法的选择也变得越来越多。

基于电路板的设计方法是传统电子产品通用的一中设计方案，这种方法是需要采用较多的固定功能器件，再通过这几器件的设计配合，从而实现模拟电子产品的功能，这些工作的重点就在于如何选择这些器件及怎样设计电路板。

由于可编程逻辑器件的出现和计算机性价比的提高，这影响了传统的数字电子系统的设计方法，对其进行了解放性的革命。

现在要实现电子系统的功能是通过设计师自己设计的芯片来完成的，之后将传统的固件选用及电路板设计工作放在芯片设计中进行，这种方法是现代电子系统的设计方法。

上个世纪九十年代以来，由于复杂化、数字化和大规模集成化的电子产品设计系统的日趋成熟，使得各种电子系统的设计软件也应运而生。

方波-三角波-正弦波-锯齿波发生器电子工程设计报告目录设计要求1．前言 (1)2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2)2.1原理框图 (2)3．各组成部分的工作原理 (3)3.1方波发生电路的工作原理 (3)3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4)3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (6)3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (7)3.5总电路图 (8)方波—三角波—正弦波函数信号发生器摘要波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。

函数信号发生器应用范围：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。

除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。

设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。

然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。

其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。

函数（波形）信号发生器。

能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼机会，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。

关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路设计要求1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。

2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波3．频率范围：在0.02－20KHz范围内且连续可调；1．前言在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。

方波——三角波——正弦波函数信号发生器现今世界中电子技术与电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。

因此如何根据实际要求设计出简便实用的电子技术物品便显得尤为重要。

灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。

能将简单的易获取的信号转换为自己所需的复杂信号是一项必不可少的技术。

以555定时器为核心器件，制作一种方波-三角波-正玄波函数转发生器，制作成本较低。

适合学生学习电子技术测量使用。

比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。

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。

随着众多领域对于复杂的、可由用户定义的测试波形的需要而形成和发展起来的，波形发生器的主要特点是可以产生任何一种特殊波形，输出信号的频率、电平以及平滑低通滤波的截至频率也可以作到程序设置，因此在机械性能分析、雷达和导航、自动测试系统等方面得到广泛的应用。

而本课题设计的正是多种波形发生器。

本设计由555定时器和积分器组成方波—三角波产生电路，555定时器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。

该设计在proteus仿真软件上进行了仿真，验证了该设计方法正确性和有效性。

毕业设计题目名称基于DSP控制的正弦波和三角波发生器的设计学院电气信息工程学院专业/班级自动化09102学生学号指导教师（职称）葛延津（教授）严海领（助教）摘要信号发生器发展到今天，在电子测试、电子设计、模拟仿真、通信工程中，扮演着一个相当重要的角色，有着相当广泛的应用，极大加快了电子测试与设计工作中的效率，在电子技术和信号仿真应用中已发挥了巨大的作用。

本文主要介绍了以TMS320VC5402 DSP为主的信号发生器的设计情况。

这是一个以DSP为核心来实现信号发生器的系统，该系统具有结构简单灵活，抗干扰能力强、产生频率较高、应用广泛等特点。

该系统的组成核心TMS320VC5402 DSP芯片是TI公司生产的16位定点处理芯片，它有运算速度快、具有可编程特性、接口灵活和外围电路丰富等特点。

选择该芯片作为设计信号发生器的核心芯片，能够提高信号发生器所产生信号的频率，使信号发生器有更加广泛的应用。

本设计的硬件部分是有该DSP芯片和D/A转换芯片TLC7528组成，DSP芯片用于产生各种波形，D/A转换芯片用于把数字信号转换为模拟信号。

在以上硬件的基础上，通过软件编程来实现三角波、正弦波等波形。

关键词：DSP；D/A转换器；信号发生器；波形AbstractSignal generator to today, in the electronic testing, electronic design, simulation, communications engineering, plays a very important role, has a very wide range of applications, greatly accelerate the efficiency of the electronic test and design work in the electronics technology and signal simulation applications has played a huge role. This paper describes the design to TMS320VC5402 DSP-based signal generator. This is a core DSP signal generator system, the system structure is simple and flexible, anti-interference ability, resulting in a higher frequency, widely used features.The System is comprised core TMS320VC5402 DSP chip is produced by TI 16-bit fixed-point processing chip, computing speed, programmable features, flexible interface and peripheral circuits rich features. Select the chip to chip as the core of the design of the signal generator, it is possible to improve the signal generator to produce the signal frequency, the signal generator has a broader application. The design of the hardware part is composed of the DSP chip and the D / A converter chip TLC7528 DSP chip for generating various waveforms, D / A converter chip used to convert digital signals to analog signals. On the basis of the above hardware, by software programming to achieve the waveform of the triangular wave, sine wave, etc..Keywords: DSP; D / A converter; signal generator; waveform目录第一章绪论.................................................... - 1 -1.1选题的背景............................................. - 1 -1.2选题的目的及意义....................................... - 1 - 第二章整体方案................................................ - 2 - 第三章硬件系统设计............................................ - 3 -3.1 系统的组成及实现功能................................... - 3 -3.2 硬件系统设计思想....................................... - 3 -3.3 硬件电路方案及电路原理设计 ............................ - 3 -3.4 相关电路介绍........................................... - 4 -3.4.1 核心电路芯片TMS320VC5402...................... - 4 -3.4.2 D/A 转换器TLC7528............................. - 10 -3.4.3 电源电路和晶振电路 ............................. - 14 - 第四章软件系统设计........................................... - 17 -4.1 ICETEK—B2.0说明............................. - 17 -4.2 三角波的设计方案..................................... - 18 - 4.3 正弦波的设计方案...................................... - 21 - 4.4 软件系统.............................................. - 25 - 第五章总结展望............................................... - 28 - 结束语........................................................ - 29 -致谢......................................................... - 30 - 参考文献...................................................... - 31 - 附录......................................................... - 32 -第一章绪论1.1选题的背景信号发生器，主要作为激励信号或仿真信号，广泛应用于电子设计、生物医疗、环保、机械运动、新型材料等各个领域。

单片机函数信号发生器课程设计目录1 引言 (2)2 设计任务和要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计意义 (2)2.3方案设计与论证 (2)3 总原理图及主要模块的流程图 (4)3.1总原理图及元器件清单 (4)3.2主要流程图 (4)4 性能测试与分析 (4)5 结论与心得 (7)致谢 (7)参考文献 (7)1引言波形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。

本次课程设计使用的AT89C51 单片机构成的发生器可产生锯齿波、三角波、梯形波，波形的周期可以用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等优点。

此设计给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求。

关键词：单片机，信号发生器。

2设计任务和要求2.1设计目的3)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。

4)掌握锯齿波——三角波——梯形波函数发生器的原理及设计方法。

5)学会函数信号发生器的设计方法和性能指标测试方法。

6)培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

2.2设计意义函数发生器作为一个常用的信号源，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，都学要有信号源。

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、应用最为广泛的一类电子仪器。

它可以产生多种波形信号，如锯齿波，三角波，梯形波等，因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。

2.3方案设计与论证方案的比较：方案一：采用单片机函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦波、方波等。

而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制电压，可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。

函数信号发生器工作原理函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。

它通常用于测试电路或设备的响应，及验证系统的可靠性和性能。

本文将介绍函数信号发生器的工作原理及其基本组成。

1、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器使用内部电路产生信号波形，这些波形可以是正弦波、方波、三角波等，也可以是随时间变化的任意模拟波形信号，称为任意波形（Arbitrary Waveform）。

任意波形信号可以通过数字信号处理器（DSP）和相应的算法产生，可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数，与旋钮手动调节产生的波形相比，任意波形信号更具有可重复性和精度。

任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。

函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。

如下图所示，函数信号发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器（DSP）和高精度数字模拟转换器（DAC）等。

其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数，主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波形输出到信号输出端。

2、函数信号发生器的基本组成（1）信号发生器主控板信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板，它负责启动、控制和调节函数信号发生器的各种功能。

主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件，通过接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。

（2）波形发生控制板波形发生控制板负责产生波形控制信号，这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。

它和信号发生器主控板通过数字接口连接，主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形信号输出。

（3）数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP）是函数信号发生器中的重要部件，它用于实现任意波形信号的产生和输出。

DSP通过高精度滤波器将输入的数字信号处理成需要的波形信号，再将这些信号通过DAC转换成模拟信号输出到信号输出端。

电子工程设计报告目录设计要求1．前言 (1)2方波、三角波、正弦波发生器方案 (2)2.1原理框图 (2)3．各组成部分的工作原理 (3)3.1方波发生电路的工作原理 (3)3.2方波--三角波转换电路的工作原理 (4)3.3三角波--正弦波转换电路的工作原理 (6)3.4方波—锯齿波转换电路的工作原理 (7)3.5总电路图 (8)方波—三角波—正弦波函数信号发生器摘要波形函数信号发生器广泛地应用于各场所。

函数信号发生器应用范围：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。

除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域，而我设计的正是多种波形发生器。

设计了多种波形发生器，该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端，即可组成矩形波信号发生器。

然后经过积分电路产生三角波，三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。

其优点是制作成本低，电路简单，使用方便，频率和幅值可调，具有实际的应用价值。

函数〔波形〕信号发生器。

能产生某些特定的周期性时间函数波形〔正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等〕信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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而因此电子专业的学生，对函数信号发生器的设计，仿真，制作已成为最基本的一种技能，也是一个很好的锻炼时机，是一种综合能力的锻炼，它涉及基本的电路原理知识，仿真软件的使用，以及电路的搭建，既考验基础知识的掌握，又锻练动手能力。

关键词：振荡电路；电压比较器；积分电路；低通滤波电路设计要求1．设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器。

2．输出波形：方波、三角波、正弦波；锯齿波3．频率范围：在0.02－20KHz范围内且连续可调；1．前言在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。