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PAGE \* MERGEFORMAT14 实 用 信 号 源 的 设 计 和 制 作 项目名称：实用信号源的设计和制作 　　　　　项目时间：２０１５年６月 　　　　　项目人员：柴进、周金密、郭香超 鄂州职业大学电子电气工程学院 实用信号源的设计和制作 摘要：本系统以STC89C51为主控电路，通过键盘来设置幅度和频率，设置步进长度为1Hz，输出频率由数码管显示，由“+”“-”两键分别控制输出频率步进长度的增减，并且可以预置输出频率可以设置到20Hz~20kHz之间，用DDS控制频率稳定度优于10-4，非线性失真系数≤3%，脉冲波信号源时上升时间与下降时间应≤1us，平顶斜降≤5%，脉冲占空比在2%~98%之间步进可调，步长为2%，此项目应频率可预置，负载为600Ω时，输出幅度为3V，同时完成5位频率的数字显示，利用UA741的跟随器和减法器来控制DDS的幅度，此项目充分实现了本次项目的基本要求和一定的发挥要求。 关键词：STC8C51 DDS UA741 转换 控制 目录 设计任务………………………………………………3 设计要求………………………………………………3 正弦波信号源……………………………………3 脉冲波信号源……………………………………3 上述信号源公共要求……………………………3 发挥部分………………………………………………3 模块设计部分…………………………………………4 4.1电源部分……………………………………………4 4.2单片机部分…………………………………………5 4.3显示部分……………………………………………5 4.4输入部分……………………………………………6 4.5电压产生部分………………………………………7 4.6正弦波与脉冲波产生部分…………………………7 五、系统调试………………………………………………8 误差分析…………………………………………………9 六、电路流程………………………………………………10 七、设计总结………………………………………………11 八、参考文献………………………………………………11 附录一………………………………………………………12 附录二………………………………………………………13 设计任务 在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波 和脉冲波信号源。 设计要求 正弦波信号源 信号频率：20Hz~20kHz步进调整，步长为5Hz。 频率稳定度：优于10-4 非线性失真系数≤3% 脉冲波信号源 信号频率：20Hz~20kHz步进调整，步长为5Hz 上升时间和下降时间：≤1us 平顶斜降：≤5% 脉冲占空比：2%~98%步进可调，步长为2% 上述两个信号源公共要求 频率可预置 在负载为600Ω时，输出幅度为3V 完成 5位频率的数字显示 发挥部分 正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz 正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围我为100Mv~3V，步长为100Mv 正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz 降低正弦波非线性失真系数 四、模块设计方案 　4.1、电源部分 　方案一：采用7805/15和7905/15制作的PCB板来作为电源，该方法制作较为麻烦，技术要求较高，成本高 　方案二：采用7805/15和７905/15万能板制作的电源，该方法制作简单，自己设计电路就可，成本极低 　比较两个方案方案二更适合此次项目，所以选择方案二 4.2单片机部分 方案一:采用MSP430系列单片机，该单片机运算速度快.超低功耗.片内资源丰富.方便高效的开发环境等等，但是该单片机都是贴片式，造价高，不好焊接。 方案二：采用51系列STC89C51该单片机造价极低，满足该项目控制芯片的要求。 比较两种方案认为方案二更适合此项目，所以选择方案二 4.3显示部分 方案一、利用液晶显示，液晶显示的显示精度较高，但是液晶显示屏面积较大，价格较高。 方案二、利用数码管显示，数码管显示数字，比较符合本次项目，而且价格合理，充分可以满足此次项目的设计。 比较以上两个方案，认为方案二更适合此次项目 4.4输入部分 选用4*4矩阵键盘，以便完成预置键盘输入 4.5电压产生部分 方案一：采用PCF8591，该芯片含四路AD与一路DA，但是该芯片连接较为复杂，造价较高 方案二：采用DA0832，该芯片价格低廉，接口简单，转换控制容易等 比较两种方案认为方案二更适合此次项目，故选择方案二 4.6正弦波与脉冲波产生部分 方案一、采用专用单片函数发生器 采用专用单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦波、脉冲波，方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制电压，也可以实现数控调整频率。但是频率步进难于满足要求，而且频率稳定度不太高。