函數(shù)信號發(fā)生器經(jīng)典（Word）

1、青島理工大學(xué)琴島學(xué)院設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課題名稱：函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)院 系：計(jì) 算 機(jī) 工 程 系專業(yè)班級：電子信息工程091學(xué) 號：20090302011學(xué) 生：牛振興指導(dǎo)教師：梁孔科青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處 2012年12月*日學(xué) 生牛振興指導(dǎo)教師梁孔科課題名稱函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)間設(shè)計(jì)地點(diǎn)7#A-106設(shè)計(jì)目的1、掌握方波三角波正弦波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法與測試技術(shù)。2、掌握函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理與應(yīng)用。3、學(xué)會(huì)安裝與調(diào)試由多級單元電路組成的電子線路。4、學(xué)會(huì)函數(shù)發(fā)生器的使用。一、 設(shè)計(jì)過程1. 波形發(fā)生器總體設(shè)計(jì)流程：波形碼值波形輸出濾波放大單片機(jī)DA轉(zhuǎn)換按鍵控制顯示測

2、試信號發(fā)生器采用數(shù)字波形合成技術(shù),通過硬件電路和軟件程序相結(jié)合,可輸出自定義波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的頻率和幅度在一定范圍內(nèi)可任意改變。波形和頻率的改變通過軟件控制，幅度的改變通過硬件實(shí)現(xiàn)2. 按鍵控制：兩個(gè)開關(guān)與P1兩個(gè)IO口（外部中斷0和外部中斷1實(shí)現(xiàn)切換效果更好）相連，S1開關(guān)用來改變波形，S2開關(guān)用來改變頻率。3. 單片機(jī)：主控接受按鍵控制，內(nèi)部ROM存儲(chǔ)波形碼值通過軟件控制DA轉(zhuǎn)換器的輸入，并且外接LCD或數(shù)碼管顯示4. DA轉(zhuǎn)換：實(shí)現(xiàn)波形的數(shù)字碼值到模擬表示的轉(zhuǎn)換5. 放大：放大器放大DA轉(zhuǎn)換得到的微弱的模擬波形信號，便于后端的測試顯示計(jì)算6

3、. 濾波：低通濾波電路取出波形信號的干擾噪聲，使波形更真實(shí)7. 顯示測試：通過單片機(jī)內(nèi)部軟件設(shè)計(jì)計(jì)算每次按鍵及可變電阻的調(diào)節(jié)對應(yīng)的波形頻率及幅度變化得步進(jìn)值和變化范圍，最終用示波器顯示輸出波形二、 存在問題1. 單片機(jī)內(nèi)部擁有4K字節(jié)的FLASH ROM程序存儲(chǔ)器空間和256字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，而正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波等波形的碼值本身很大，再加上其他控制語句程序，單片機(jī)的RAM可能存不下，然后？2. DAC0832輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對分辨率為單位增減，是準(zhǔn)模擬量的輸出，并且DAC0832是電流型輸出，然后？3. 按鍵s1，s2切換實(shí)現(xiàn)波形頻率的變換時(shí)

4、，利用if條件語句實(shí)現(xiàn)時(shí)的硬件響應(yīng)不是很靈敏，然后？4. 濾波電路的實(shí)現(xiàn)難以確定，然后？三、 解決措施1. 單片機(jī)的RAM大小有限，實(shí)現(xiàn)時(shí)可在碼值數(shù)組定義時(shí)加上前綴code，借用ROM內(nèi)存實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)，也可提高運(yùn)行速度2. DAC0832是電流型輸出，在應(yīng)用時(shí)外接運(yùn)放使之成為電壓型輸出，便于后端的顯示測量運(yùn)用3. 可以借助單片機(jī)的外部中斷0,1外接開關(guān)s1，s2，內(nèi)部設(shè)定外部中斷邊沿觸發(fā)，使得硬件開關(guān)更加靈敏的實(shí)現(xiàn)切換頻率，波形的切換4. 查閱DAC0832的輸出及放大電路的參數(shù)，反復(fù)調(diào)試濾波電路的阻值及電容大小確定濾波效果更好的RC值四、 收獲 對于單片機(jī)設(shè)計(jì)，主要是解決程序設(shè)計(jì)的問題，而程序設(shè)

5、計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說單片機(jī)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐心，要有堅(jiān)持的毅力。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過程中，花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，如在多種方案的選擇中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因。這就要求我們對硬件系統(tǒng)中各組件部分有充分透徹的理解和研究，并能對之靈活應(yīng)用。完成這次設(shè)計(jì)后，我在書本理論知識的基礎(chǔ)上

6、又有了更深層次的理解。同時(shí)在本次設(shè)計(jì)的過程中，我還學(xué)會(huì)了高效率的查閱資料、運(yùn)用工具書、利用網(wǎng)絡(luò)查找資料。我發(fā)現(xiàn)，在我們所使用的書籍上有一些知識在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)并不是十分理想，各種參數(shù)都需要自己去調(diào)整。偶而還會(huì)遇到錯(cuò)誤的資料現(xiàn)象，這就要求我們應(yīng)更加注重實(shí)踐環(huán)節(jié)。五、 建議DAC0832輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對分辨率為單位增減，是準(zhǔn)模擬量的輸出，且硬件電路復(fù)雜，得到的波形不是很理想，而MAX518是8位電壓輸出型數(shù)摸轉(zhuǎn)換器，采用 I2C的雙總線串行接口，支持多個(gè)設(shè)備的通信，內(nèi)部有精密輸出緩沖源，支持雙極性工作方式，工作電源電壓為5V。MAX518是一單DAC轉(zhuǎn)換器，參考電壓由外

7、部引腳接入，而MAX518則由兩片DAC集成，具有兩路輸出，MAX518的兩塊DAC均由電源電壓提供參考源，無需外部接入。數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)400Kbps。強(qiáng)勁的特性 ：(1)單獨(dú)5V 電源供電；(2)簡單的雙線接口；(3)與I2C總線兼容；(4)輸出緩沖放大雙極性工作方式；(5)基準(zhǔn)輸入可為雙極性；(6)上電復(fù)位將所有閉鎖清零；(7)4uA 掉電摸式；(8)總線上可掛四個(gè)器件（通過 AD0、AD1選擇），據(jù)此可以更完美的實(shí)現(xiàn)函數(shù)波形信號發(fā)生器。指導(dǎo)教師評語系部教研室意 見#include<reg51.h> #define uchar unsigned char#define ui

8、nt unsigned intsbit CSDA=P22;sbit Wr=P36;sbit S1=P32;sbit S2=P33;uchar m5=1,0,0,0,0;uchar SHUZHI=0,STEP=0,delays=0;uchar BX=0;PINGLV=0; uchar i;uchar code sin64=135,145,158,167,176,188,199,209,218,226,234,240,245,249,252,254,254,253,251,247,243,237,230,222,213,204,193,182,170,158,146,133,121,108,96,

9、84,72,61,50,41,32,24,17,11,7,3,1,0,0,2,5,9,14,20,28,36,45,55,66,78,90,102,114,128;uchar code juxing64=255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;uchar

10、code juchi64=0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93,97,101,105,109,113,117,121,125,130,134,138,142,146,150,154,158,162,166,170,174,178,182,186,190,194,198,202,206,210,215,219,223,227,231,235,239,243,247,251,255;uchar code tixing64=0,13,26,39,52,65,78,91,104,117,130,143,

11、156,169,182,195,208,221,234,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,242,229,216,203,190,177,164,151,138,125,112,99,86,73,60,47,34,21,8;uchar code sanjiao64=0,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,160,168,176,184

12、,192,200,208,216,224,232,240,248,248,240,232,224,216,208,200,192,184,176,168,160,152,144,136,128,120,112,104,96,88,80,72,64,56,48,40,32,24,16,8,0;uchar *point=sin,juxing,juchi,tixing,sanjiao;void Delay(uchar c)int a,b;for(a=c;a>0;a-)for(b=60;b>0;b-);void fun(uchar *jieshou) delays=PINGLV;P1=*(jieshou+SHUZHI);SHUZHI+;if(SHUZHI=64) SHUZHI=0;while(delays) delays-; /可用定時(shí)器增加精確度void main()CSDA=0;Wr=0;while(1)if(S1=0)Delay(5);if(S1=0)BX+;STEP=0;if(BX=5)