电子技术课程设计说明书
摘要：
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如方形、三角波、正弦波的电路。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。通过对函数信号发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出方波、三角波、正弦波的函数发生器。本课题采用集成芯片555定时器制作方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法，经过Multisim 12仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波-三角波转化及三角波-正弦波转化的波形图。
关键词：
函数信号发生器、 555定时器、Multisim 12
目录
一.课程设计的目标和设计的任务 (1)
1.1 设计培养的目标 (1)
1.2 设计任务 (1)
1.3 课程设计的要求及技术指标 (1)
二.函数发生器的总方案及原理框图 (2)
2.1 电路设计原理框图 (2)
2.2 函数发生器的总方案 (2)
三.各部分电路设计 (3)
3.1 电源电路 (3)
3.1.1 LM7812的介绍 (3)
3.1.2 LM7912的介绍 (3)
3.1.3 电源工作原理 (3)
3.2 方波发生电路 (4)
3.2.1 555定时器的介绍 (4)
3.2.2 方波发生电路的工作原理 (4)
3.3 方波-三角波转换电路 (5)
3.3.1 UA741型运算放大器的介绍 (5)
3.3.2 方波-三角波转换电路的工作原理 (5)
3.4 三角波-正弦波转换电路的工作原理 (6)
四.电路仿真 (7)
4.1 电路仿真原理图 (7)
4.2 万用表测电压 (7)
4.3 方波发生电路的仿真 (7)
4.4 方波-三角波发生电路的仿真 (8)
4.5 三角波-正弦波转换电路的仿真 (8)
4.6 方波-三角波-正弦波发生电路仿真 (9)
五. Altium Designer制图 (10)
5.1 Altium Designer绘制原理图 (10)
5.2 PCB布线图 (10)
六.电路的安装与调试 (12)
6.1 电源的安装与调试 (12)
6.2 方波发生电路的安装与调试 (12)
6.3 方波-三角波转换电路的安装与调试 (12)
6.4 三角波-正弦波转换电路的安装与调试 (12)
6.5 总电路的安装与调试 (12)
6.6 安装中出现的问题 (12)
七．电路的实验结果 (13)
7.1 电源电路的实验结果 (13)
7.2 实测方波 (13)
7.3 实测三角波 (13)
7.4 实测正弦波 (13)
7.5 实验中出现的问题 (14)
八.总结 (15)
九.参考文献 (16)
附录（仪器仪表清单） (17)
一.课程设计的目标和设计的任务
1.1 设计培养的目标
1.总体目标：
本课程的目标是让学生在掌握模拟和数字电子技术的基础上，通过典型实践题目的设计与实现，使其加深对模拟和数字电子技术知识的理解，初步掌握现代电子系统的设计方法，培养分析、解决实际问题的能力，提高工程设计的技能。
2．知识目标：
（1）熟悉各种模拟电路和数字电路的内容；
（2）按要求完成整个电路的分析和设计；
（3）对整个系统仿真并会调试。
3．能力目标:
(1) 能熟练掌握操作万用表、信号发生器、示波器、稳压电源等常用电子仪器仪表；
（2）能熟练查阅常用电子元器件和芯片的规格、型号等资料；
（3）能熟练用Multisim对系统进行仿真；
（4）完成整个电路的硬件连接，并学会排错、解决故障；
1.2 设计任务
用555定时器构成的方波、三角波、正弦波发生器
1.3 课程设计的要求及技术指标
（1）方波发生器电路输出频率范围：10-1KH可调；
（2）占空比0-100%连续可调；
（3）输出方波Vpp<=12v;
（4）输出三角波Vpp>0.2v;
（5）输出正弦波Vpp<1v;
（6）设计以上电路工作电源。
二.函数发生器的总方案及原理框图
2.1 电路设计原理框图
图2.1 函数发生器原理框图
2.2 函数发生器的总方案
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件，也可以采用集成电路。为进一步掌握电路的基本原理及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有很多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以先产生三角波-方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波-三角波，再将三角波变成正弦波的电路设计方法。
本课题中函数发生器电路组成框图如下：
首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分放大电路产生三角波，最后用低通滤波器将三角波转化成正弦波，当这样的输出容易造成负载输出的正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动负载崎变。
三.各部分电路设计
3.1 电源电路
3.1.1 LM7812的介绍
LM7812是指三段稳压集成电路IC芯片元器件，适用于各种电源稳压电路，输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。
3.1.2 LM7912的介绍
LM7912功能同LM7812。
LM7812与LM7912的区别：
7812中间的公共端接直流电源的地，输入和输出极接正极；7912中间的公共端接直流电源的正极，输入和输出极接地。
将正面对着自己，管脚在下，圆孔端在上，左中右三却分别是123脚。
它们的1、输入，2脚是电压端，1接电源正，2接地。
它们的2、3脚为电压输出端，3接电源输出，2接地。
LM7912，输入端接12-14VDC即可，输出的是-12VDC。
LM7812输入端接12-14VDC，输出的是12VDC。
LM7805输入端接6VDC，输出的是5VDC。
图3.1 LM7812与LM7912管脚图
3.1.3 电源工作原理
电源输出交流电压，桥式整流器利用二极管的单向导通性进行整流，将交流电转变为直流电。在经过滤波电容滤波和稳压芯片LM7812和LM7912的稳压后输出较稳定的直流电源，但在后续的设计中其他的器件会影响电源，因此在经过一组滤波电容滤波，输出本设计所需的±12V的直流稳压源。
