课程设计--基于单片机的信号发生器.doc

电子与电气工程学院 课程设计报告 课 程 名 称 单片机原理 设 计 题 目 基于单片机的信号发生器 专 业 名 称 电子科学与技术 班 级 132班 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 2016年5月 19 日 电气学院　单片机应用技术　课程设计 指导老师评价表 院（部） 电气学院 年级专业 电子科学与技术 学生姓名 学生学号 题 目 基于单片机的信号发生器设计 指导老师评语 指导老师签名： 年 月 日 成绩评定 指导老师签名： 年 月 日 目录 摘要与关键词 1 Abstract 1 1绪论 2 1.1课题设计背景 2 1.2研究现状 2 1.3选题意义 3 1.4设计内容 3 1.5设计功能 3 2系统概述 4 2.1方案论证与比较 4 2.1.1总体方案 4 2.1.2改变幅度方案 4 2.2工作原理 4 3 单元电路设计与分析 5 3.1系统硬件设计 5 3.1.1主控电路 5 3.1.2数/模转换电路 6 3.1.3运算放大电路和低通滤波电路 7 3.2系统软件设计 8 3.2.1主程序 8 3.2.2中断服务程序 9 4安装调试及测量数据分析 9 4.1调试过程 9 4.2频率的测量数据 10 4.3波形的输出 11 4.4效果分析 14 4.5测量仪器 14 结论 14 参考文献 14 基于单片机的设计 摘要与关键词 摘要：随着通信技术的发展，信号源的产生与传播已经成为通讯界不可或缺的一部分，不管是在电视、雷达还是卫星信号的产生上，信号源都起着举足轻重的作用。本系统以STC89C52RC单片机为核心，利用数字波形技术，在软件程序和硬件电路相结合的情况下构造出了一个低频信号发生器。信号发生器具有自定义输出波形的功能，不管是波形的频率和波形的幅度都可以在一定范围内自由定义。本系统主要由主控电路模块、数/模转换电路模块、运算放大电路模块和低通滤波电路模块四个部分组成，描述了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理以及信号的转换方式等功能。本系统可以生成最高频率200Hz的波形。该信号发生器体积比较小，价格低廉，而且他的性能非常稳定，功能比传统硬件电路要齐全的多。 关键词：低频信号发生器；频率可调；幅度可调；STC89C52RC 1绪论 。 1.3选题意义 信号发生器是一种普遍的信号源，是一种经常使用的电子仪器设备，一般都是由模拟电路组成。可是在科学研究和生产实践中，模拟电路激发的低频信号经常不能满足生产需求。传统的设计方法存在很多弊端，如：体积较大，重量较沉，移动不方便，信号失真较大，波形形状调节过于死板，无法满足用户对精度，便携性，稳定性等要求。在科学研究和生产实践中，比如工业过程控制，生物医学，和地震模拟机械振动等领域经常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号无论是从性能还是操作便携度方面都很难让人满意，而且低频信号源在运行时所需要的RC非常大，且不论大电阻大电容在制作工艺上有多么困难，而且输出的参数误差较大，精度难以保证，实际使用中还会出现漏电情况，损耗也比较大。一旦工作稍微复杂，要求更多更加稳定的功能，那么电路的复杂程度会大大的增加。所以数字化时代的今天，我们基本把模拟电路组成的信号发生器淘汰，取而代之的是电路结构简单，功能齐全，功耗低，性能稳定的数字电路，使用单片机利用程序设计的方法来产生的低频信号，其频率底线很低、线路相对简洁，结构紧凑、体积小、频率稳定度高、抗干扰能力强。现在被灵活运用在各种科学技术领域和工程实践中，给人们的日常生活带来更多的便利。 1.4设计内容 本设计是利用计算机仿真和实物演示的方法实现目标的。所有控制程序是由计算机仿真采用Keil软件来编写的，编写语言是使用C语言，编写好的C语言在proteus 软件中进行效果仿真，完成发生并变换信号的作用。实物仿真主要由DAC0832、A/D转换模块、LCD1602显示模块、LM224和单片机最小系统模块组成。最终可以输出方波、正弦波、三角波、锯齿波、梯形波形，在进行波形选择切换的时候，通过切换按钮选择需要输出的波形。根据设计的要求，在程序运行中，当接收到来自外界的命令，需要输出某种波形的时候再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端口输出。所以在进行程序编写的时候对各种波形的