開題報(bào)告 模版

上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)=PAGE2=畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告課題名稱：基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)學(xué)院：電子電氣工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化姓名：徐若稼學(xué)號(hào)：021309274指導(dǎo)老師：李洪芹基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)一、題目來源、目的、意義信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展史也是電子技術(shù)的發(fā)展史，電子技術(shù)的每項(xiàng)重大的技術(shù)進(jìn)步都推動(dòng)著電子器件的發(fā)展。信號(hào)發(fā)生器又稱為信號(hào)源或者振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波，鋸齒波，矩形波和正弦波的電路被稱為信號(hào)發(fā)生器。雖單片機(jī)系統(tǒng)以價(jià)格低廉、開發(fā)環(huán)境完備、開發(fā)工具齊全、應(yīng)用資料眾多、功能強(qiáng)大且程序易于移植等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，隨著信息化進(jìn)程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)以及信號(hào)處理理論與方法的迅速發(fā)展，需要的數(shù)據(jù)量越來越大，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也提出了更高要求。MMC/SD卡以其價(jià)格、體積、讀取速度等特點(diǎn)成為現(xiàn)今大多數(shù)便攜式嵌入式設(shè)備的首選。采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)與MMC/SD卡的接口，解決了嵌入式系統(tǒng)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，利用上位機(jī)可以方便的讀取寫入數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的存儲(chǔ)速度可達(dá)20Mb/s，完全滿足信號(hào)發(fā)生器所需的下載速度。二、設(shè)計(jì)中解決的關(guān)鍵問題利用單片機(jī)AT89S52采用程序設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生鋸齒波、正弦波、矩形波三種波形，再通過D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，濾波放大，最終由示波器顯示出來，能產(chǎn)一定頻率的波形。通過鍵盤來控制三種波形的類型選擇、頻率變化，并通過液晶屏顯示其各自的類型以及數(shù)值，系統(tǒng)大致包括信號(hào)發(fā)生部分、數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分以及液晶顯示部分三部分。1、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及方案確定經(jīng)過考慮，我們確定方案如下：利用AT89S52單片機(jī)采用程序設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生鋸齒波、正弦波、矩形波三種波形，再通過D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，濾波放大，最終由示波器顯示出來，通過鍵盤來控制三種波形的類型選擇、頻率變化，最終輸出顯示其各自的類型以及數(shù)值。1.1、設(shè)計(jì)要求1)、利用單片機(jī)采用軟件設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生三種波形2）、三種波形可通過鍵盤選擇3）、波形頻率可調(diào)4）、需顯示波形的種類及其平率1.2方案設(shè)計(jì)與論證1.2.1信號(hào)發(fā)生電路方案論證方案一：通過單片機(jī)控制D/A，輸出三種波形。此方案輸出的波形不夠穩(wěn)定，抗干擾能力弱，不易調(diào)節(jié)。但此方案電路簡(jiǎn)單、成本低。方案二：使用傳統(tǒng)的鎖相頻率合成方法。通過芯片IC145152，壓控振蕩器搭接的鎖相環(huán)電路輸出穩(wěn)定性極好的正弦波，再利用過零比較器轉(zhuǎn)換成方波，積分電路轉(zhuǎn)換成三角波。此方案，電路復(fù)雜，干擾因素多，不易實(shí)現(xiàn)。方案三：利用MAX038芯片組成的電路輸出波形。MAX038是精密高頻波形產(chǎn)生電路，能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的三角波、方波和正弦波三種周期性波形。但此方案成本高，程序復(fù)雜度高。以上三種方案綜合考慮，選擇方案一。1.2.2單片機(jī)的選擇論證方案一：AT89S52單片機(jī)是一種高性能8位單片微型計(jì)算機(jī)。它把構(gòu)成計(jì)算機(jī)的中央處理器CPU、存儲(chǔ)器、寄存器、I/O接口制作在一塊集成電路芯片中，從而構(gòu)成較為完整的計(jì)算機(jī)、而且其價(jià)格便宜。方案二：C8051F005單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與8051兼容的微控制器內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn)8052的數(shù)字外設(shè)部件，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件，而且執(zhí)行速度快。但其價(jià)格較貴以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一1.2.3顯示方案論證方案一：采用LED數(shù)碼管。LED數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管組成，每只數(shù)碼管輪流顯示各自的字符。由于人眼具有視覺暫留特性，當(dāng)每只數(shù)碼管顯示的時(shí)間間隔小于1/16s時(shí)人眼感覺不到閃動(dòng)，看到的是每只數(shù)碼管常亮。使用數(shù)碼管顯示編程較易，但要顯示內(nèi)容多，而且數(shù)碼管不能顯示字母。方案二：采用LCD液晶顯示器1602。其功率小，效果明顯，顯示編程容易控制，可以顯示字母。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案二。2、單片機(jī)及模塊工作原理2.1總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理及控制核心，由單片機(jī)完成人機(jī)界面、系統(tǒng)控制、信號(hào)的采集分析以及信號(hào)的處理和變換，利用液晶顯示電路輸出數(shù)字顯示的方案。圖1為系統(tǒng)的總體框圖圖1總體方框圖2.2各部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)DAC0832芯片原理①管腳功能介紹（如圖2所示）圖2DAC0832單片D/A轉(zhuǎn)換器邏輯框圖和引腳排列②工作原理DAC0832主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。DAC0832與反相比例放大器相連，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號(hào)的極性與參考電壓的極性相反，數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換關(guān)系為Vout1=-Vref×（數(shù)字碼/256）若D/A轉(zhuǎn)換器輸出為雙極性，如圖3所示。圖3D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路DAC0832主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本題目電路中的主要芯片。③電路原理圖（如圖4所示）圖4電路原理圖三、主要工作內(nèi)容1掌握Proteus軟件的基本操作與應(yīng)用。2學(xué)習(xí)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)原理以及設(shè)計(jì)方法。3用單片機(jī)完成信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)以及仿真驗(yàn)證。4撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。四、進(jìn)度安排第1—2周：查詢、閱讀和翻譯相關(guān)資料；完成開題報(bào)告；第3—4周：了解并掌握信號(hào)發(fā)生器的原理和設(shè)計(jì)方法；第5—6周：學(xué)習(xí)軟件Proteus的使用，并確定基本設(shè)計(jì)方案；第7—9周：?jiǎn)纹瑱C(jī)程序的設(shè)計(jì)。第10—12周：程序的調(diào)試、電路仿真。第13—14周：編寫論文初稿完成。第15—16周：完成論文的修改。第17—18周：準(zhǔn)備論文答辯。五、主要參考文獻(xiàn)[1]李慶亮.《C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].數(shù)字部分.第4版.北京：高等教育出版社,1998[3]楊長(zhǎng)春.論數(shù)字技術(shù)[J].《電子報(bào)》合訂本.成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，2002.12[4]電子工程手冊(cè)編委會(huì)等.中外集成電路簡(jiǎn)明速查手冊(cè)[M]TTL,CMOS.北京：電子工業(yè)出版社,1991[5]王新穎.《單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)》.北京：北京大學(xué)出版社，2008[6]孫余凱，項(xiàng)綺明等編著.《模擬電路基礎(chǔ)與應(yīng)用》[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006[7]童詩白編.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》[M].北京:高等教育出版社，2007[8]CharlesK.Alexander編.《電路基礎(chǔ)》[M].北京:清華大學(xué)出版社，2007[9]段玉生等著電工電子技術(shù)與eda基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社.2006.[10]R.J.Baker,H.W.Li,andD.E.Boyce,CMOSCircuitDesign,LayoutandSimulation.NewYork:IEEEPress,1998.[11]戴仙金.《51單片機(jī)及其C語言匯編程序開發(fā)實(shí)例》.清華大學(xué)出版社，2008[12]高吉祥.《全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程》.電子工業(yè)出版社，2007[13]楊素行.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》.高等教育出版社，2007[14]蔣輝平.《單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)》.北京航空航天大學(xué)出版社2007[15]孫俊逸，盛秋林，張錚等.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.[16]蔡美琴.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2000.[17]孫育才，孫華芳，王榮興.單片機(jī)原理及