周敏開題報告-多功能波形發(fā)生器設計

河南科技大學畢業(yè)設計（論文）開題報告（學生填表）學院：電子信息工程學院2011年3月10日課題名稱多功能波形發(fā)生器設計學生姓名專業(yè)班級電信071課題類型硬件設計指導教師職稱講師課題來源生產(chǎn)1.設計（或研究）的依據(jù)與意義波形發(fā)生器足一種常用的信號源．廣泛地應用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學實驗。常用的波形發(fā)生器多數(shù)采用分立元件組成，不但電路復雜、價格昂貴，而且僅能產(chǎn)生幾種常用的信號波形，如正弦波、方波、鋸齒波等，還很少有可調(diào)節(jié)兩路輸出波形之間相位差的波形發(fā)生器，不能滿足實際需要。因此．采用應用廣泛的MCS一51系勛的8051單片機為核心部件．來設計與實現(xiàn)雙通道波形發(fā)生器。該波形發(fā)生器能方便地產(chǎn)生所需信號波形，其頻率、相位、波形也能滿足精度。波形發(fā)生器是信號源的一種，主要給被測電路提供所需要的己知信號(各種波形)，然后用其它儀表測量感興趣的參數(shù)。可見信號源在各種實驗應用和試驗測試處理中，它的應用非常廣泛。它不是測量儀器，而是根據(jù)使用者的要求，作為激勵源，仿真各種測試信號，提供給被測電路，以滿足測量或各種實際需要。目前我國己經(jīng)開始研制波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。但總的來說,我國波形發(fā)生器還沒有形成真正的產(chǎn)業(yè)。就目前國內(nèi)的成熟產(chǎn)品來看,多為一些PC儀器插卡，獨立的儀器和VXI系統(tǒng)的模塊很少，并且我國目前在波形發(fā)生器的種類和性能都與國外同類產(chǎn)品存在較大的差距，因此加緊對這類產(chǎn)品的研制顯得迫在眉睫。該設計要求用STC89C52單片機、8255接口芯片、時鐘發(fā)生器構成的波形發(fā)生器，使其可產(chǎn)生鋸齒波、三角波、正弦波等多種波形，波形的周期且可用程序改變，并可根據(jù)需要選擇單極性輸出或雙極性輸出，具有線路簡單、結構緊湊等優(yōu)點。2.國內(nèi)外同類設計（或同類研究）的概況綜述波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標準信號和用戶定義信號，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復性和易操作性的電子儀器。函數(shù)波形發(fā)生器具有連續(xù)的相位變換、和頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點，不僅可以模擬各種復雜信號，還可對頻率、幅值、相移、波形進行動態(tài)、及時的控制，并能夠與其它儀器進行通訊，組成自動測試系統(tǒng)，因此被廣泛用于自動控制系統(tǒng)、震動激勵、通訊和儀器儀表領域。在70年代前，信號發(fā)生器主要有兩類：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標準波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復雜的電路和機電結合的方法。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術，而且模擬器件構成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復雜的信號波形，則電路結構非常復雜。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。在70年代后，微處理器的出現(xiàn)，可以利用處理器、A/D和D/A，硬件和軟件使波形發(fā)生器的功能擴大，產(chǎn)生更加復雜的波形。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實質(zhì)是采用微處理器對DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。90年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的函數(shù)發(fā)生器、但是HP公司推出了型號為HP770S的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由HP8770A任意波形數(shù)字化和HP1776A波形發(fā)生軟件組成。HP8770A實際上也只能產(chǎn)生8中波形，而且價格昂貴。不久以后，Analogic公司推出了型號為Data-2020的多波形合成器，Lecroy公司生產(chǎn)的型號為9100的任意波形發(fā)生器等。到了二十一世紀，隨著集成電路技術的高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種工作頻率可過GHz的DDS芯片，同時也推動了函數(shù)波形發(fā)生器的發(fā)展，2003年，Agilent的產(chǎn)品33220A能夠產(chǎn)生17種波形，最高頻率可達到20M，2005年的產(chǎn)品N6030A能夠產(chǎn)生高達500MHz的頻率，采樣的頻率可達1.25GHz。以下給出了幾種波形發(fā)生器的性能指標，從中可以看出當今世界上重要電子儀器生產(chǎn)商在波形發(fā)生器上的研制水平。公司TektronixTektronix橫河電機HIOKI普源Wavetek型號AG320AWG710AG51007075DG3121295最高采用頻率16MS/s4GMS/s1GMS/s10MS/s300MS/s50MS/s通道數(shù)222424垂直分辨率12bit8bit8bit16bit14bit12bit存儲容量64K8M8M1M1M64K輸出電壓10V2.5V2V10V10V15V3.課題設計（或研究）的內(nèi)容（1）使用單片機STC89C52控制，可產(chǎn)生各種波形（正弦波、鋸齒波、方波）。（2）可調(diào)節(jié)波形頻率。（3）可調(diào)節(jié)兩路輸出波形之間的相位差，從0到180度。（4）波形的頻率和相位差可用鍵盤輸入并通過LED數(shù)碼管顯示。要求：1、完成硬件電路的設計。2、完成控制程序的編寫、調(diào)試與下載。4.設計（或研究）方法該設計采用應用廣泛的STC89C52單片機為核心部件．只要將STC89C52再配置鍵盤及其接口、顯示器及其接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換及波形輸出、指示燈及其接口等四部分．并完成控制程序的編寫、調(diào)試與下載即可構成所需的波形發(fā)生器。5.實施計劃放假前一周-4周．查閱20篇以上與課題相關的文獻資料，熟悉課題，填寫開題報告；5-11周．搭建硬件電路，編寫、調(diào)試程序；完成設計要求，分析結果；同時完成外文資料翻