函数信号发器的研究与实现开题报告书.doc

？？？？？？？ 本科生毕业论文(设计)开题报告书 题 目： 函数发生器的研究与设计 学生姓名： ？？？？？ 学 号： ？？？？？？ 专业班级： ？？？？？？？？？？？ 指导教师： ？？？？？ 2012 年 3 月 10 日 论文（设计）题目 函数发生器的研究与设计 课题目的、意义及相关研究动态： 一、课题的目的： 综合所学的《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机的原理与应用》研究设计开发一个基于51单片机的函数发生器。从而达到巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。 技术要求： （1）输出波形：正弦波、三角波、方波； （2）频率范围：低频； （3）波形特征：失真系数不能过高。 二、课题意义： （1）函数发生器主要在实验中用于信号源，是电子电路等各种实验必不可少的实验设备之一，掌握函数发生器的工作原理至关重要。 （2）函数发生器也称为信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形（正波、方波、三角波）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫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。 （3）本课题主要研究开发一个基于51单片机的实验用函数信号发生器，不但成本较低而精度较高，最重要的是开发简单易于调试，具有一定社会价值和经济价值。 （4）函数发生器作为一种常见的电子仪器设备，既能够构成独立的信号源，也可以是高新能的网络分析仪，频谱仪以及自动测试装备的组成部分，函数信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支的组成部分，函数信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它是能够提高质量的精密信号源及扫描源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并且提高检测精度。 三、国内外研究动态： 目前市场上的的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，通常是单函数发生器而且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。用集成电路芯片的函数发生器，可以达到很高的频率和产生多种波形的信号，但是电路复杂不易调试。利用单片机集成芯片的函数发生器，能产生多种波形，达到较高的频率，而且易于调试；利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器，能产生任意波形并且达到很高的频率，但是成本高。 我国已经开始研制函数信号波形发生器，并取得了可喜的成果。但总的来说我国的函数信号波形发生器还没有形成真正的产业。就目前国内的成熟产品来看，多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我国目前在函数信号波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。 美国安捷伦生产的33250A型任意波形发生器可以产生稳定，精度高和低失真的任意波形。国产的S1000型数字扫描信号发生器通过采用新技术，新器件实现高精度，宽频带的扫描源，同时应用DDS和镜像技术。目前市场上的信号发生器多种多样。 课题的主要内容（观点）、创新之处： 一、课题的主要内容：利用AT89C51单片机和两片DAC0832数模转化器，组成数字式低频信号发生器。在设计过程中用到Keil uVision3软件实现仿真，仿真后再在实物上实现设计功能,具有科学性和合理性。 二、函数发生器的设计步骤： （1）了解函数发生器的发展历史，并收集设计中要用到的参考资料。 （2）方案的选择比较，确定利用AT89C51单片机实现函数信号发生器的功能即（输出正弦波、三角波、方波）。 （3）硬件设计 （4）系统软件设计 本次设计主要特点：基于单片机设计方法能产生低频信号，且其频率会很低。具有线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强，用途广泛等优点，并且能够对波形进行细微的调整，改良波形，使其能够满足系统的要求。只要对电路稍加修改，调整程序即可完成功能升级。 研究方法、设计方案或论文撰写提纲： 一、研究方法： （1）到图书馆查找并阅读相关资料，了解基本的内容，利用需求分析文档对整个系统有个初步的架构。 （2）了解学术动态，掌握有关该课题的信息。至少要看一些本相关的教材；阅读几篇类似的论文做参考。 （3）确定选题内容要坚持理论联系实际的原则。 （4）根据已有的资料并借助PROTEUS和 Keil uVision3软件对系统个模块进行分析、设计、调试、测试，最终得到设计的波形。 二、设计方案 （1）利用AT89C51单片机采用程序设计方法产生正弦波、方波、三角波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。 （2）波形生成方案选择