毕业论文（设计）_基于单片机的低频信号发生器设计.doc文档28页优秀范文 ㊣ 精品文档 值得下载

泛地应用于电子电路自动控制系统和教学实验等领域。

目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。

所以本设计使用的是单片机构成的发生器，可产生三角波方波梯形波，波形的频率可用程序控制改变。

在单片机的输出端口接进行转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。

本设计具有线路简单结构紧凑价格低廉性能优越等优点。

关键词信号发生器单片机转换器绪论课题背景课题研究的目的及意义低频信号发生器的设计方案总体方案论证与设计低频信号发生器的性能硬件设计硬件设计框架各模块具体设计单片机介绍转换电路的设计显示模块的设计开关控制电路系统软件设计主程序及流程图子程序及流程图方波子程序及流程图锯齿波子程序及流程图和联调与仿真方波的仿真锯齿波的仿真总结致谢参考文献附录附录系统主程序方波子程序锯齿波程序附录系统电路图绪论课题背景随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。

尤其随着年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化智能化方向发展。

现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校自检自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器起方便的构成自动测试系统。

当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖低功耗高频率精度多功能自动化和智能化方向发展。

在科学研究工程教育及生产实践中，如工业过程控制教学实验机械振动试验动态分析材料试验生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。

而在我们日常生活中，以及些科学研究中，锯齿波和正弦波矩形波信号是常用的基本测试信号。

譬如在示波器电视机等仪器中，为了使电子按照定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。

信号发生器作为种通用的电子仪器，在生产科研测控通讯等领域都得到了广泛的应用。

但市面上能看到的仪器在频率精度带宽波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。

加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制种低功耗宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。

课题研究的目的及意义信号发生器广泛应用于电子工程通信工程自动控制遥测控制测量仪器仪表和计算机等技术领域。

采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出个能变换出锯齿波方波的简易信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。

随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作科研生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

低频信号发生器的设计方案总体方案论证与设计信号发生器的实现方法通常有以下几种方案用分立元件组成的函数发生器通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。

方案二可以由晶体管运放等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器产生。

早期的函数信号发生器，如等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能调节，二者互相影响。

方案三利用专用直接数字合成芯片的函数发生器能产生任意波形并达到很高的频率。

但成本较高。

方案四采用单片机和芯片，直接连接键盘和显示。

该种方案主要对单片机的各个口充分利用口是连接键盘以及接显示电路，口连接输出波形这样总体来说，能对单片机各个接口都利用上，而不在多用其它芯片，从而减小了系统的成本也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成占用空间小，使用芯片少，低功耗。

综合考虑，方案四各项性能和指标都优于其他几种方案，能使输出频率有较好的稳定性，充分体现了模块化设计的要求，而且这些芯片及器件均为通用器件，在市场上较常见，价格也低廉，样品制作成功的可能性比较大，所以本设计采用方案四。

低频信号发生器的性能主要产生波形方波锯齿波频率范围般为频率准确度。

频率稳定度般为小时。

输出电压输出功率硬件设计硬件设计框架本设计是用开关控制单片机执行不同的波形发生子程序，即改变程序的运行状态，使信号发生单元能产生所需的波形。

通过按钮开关控制单片机产生相应的波形，经过转换和放大后显示输出。

本设计主要由单片机转换放大电路按钮开关和波形输出五部分组成。

电路的总体设计框图如图所示。

图波形发生器的设计框图按钮单片机控制转换放大电路波形输出根据图的总体设计框图，设计出波形发生器的总体硬件电路图，如图所示。

的口接组转换开关，将的选择信息通过口送到单片机内部进行波形选择，控制输出所需波形。

单片机两个接口分别对应方波锯齿波，并分别驱动红蓝两个发光二极管作为对应波形的指示灯。

单片机输出的数字信号通过转换成模拟信号，模拟信号经过放大后显示输出。

各模块具体设计单片机介绍是种带字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压高性能位微处理器，俗称单片机。

是种带字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除次。

该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中，的是种高效微控制器，是它的种精简版本。

单片机为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。

主要技术指标和特性与兼容字节可编程闪烁存储器寿命写擦循环数据保留时间年全静态工作三级程序存储器锁定位内部可编程线两个位定时器计数器个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路外部引脚供电电压。

接地。

口口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收门电流。

当口的管脚第次写时，被定义为高阻输入。

能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。

在编程时，口作为原码输入口，当进行校验时，输出原码，此时外部必须被拉高。

口口是个内部提供上拉电阻的位双向口，口缓冲器能接收输出门电流。

口管脚写入后，被内部上拉为高，可用作输入，口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在编程和校验时，口作为第八位地址接收。

口口为个内部上拉电阻的位双向口，口缓冲器可接收，输出个门电流，当口被写时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

口当用于外部程序存储器或位地址外部数据存储器进行存取时，口输出地址的高八位。

在给出地址时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，口输出其特殊功能寄存器的内容。

口在编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

口口管脚是个带内部上拉电阻的双向口，可接收输出个门电流。

当口写入后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，口将输出电流这是由于上拉的缘故。

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持脚两个机器周期的高电平时间。

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳过个脉冲。

如想禁止的输出可在地址上置。

此时，只有在执行，指令是才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态禁止，置位无效。

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。

当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式时，将内部锁定为当端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在编程期间，此引脚也用于施加编程电源。

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

来自反向振荡器的输出。

转换电路的设计是工艺制造的位转换器，属于位电流输出型转换器，转换时间为，片内带输入数字锁存器。

与单片机接成数据直接写入方式，当单片机把个数据写入寄存器时，的输出模拟电压信号随之对应变化。

利用转换器可以产生各种波形，如方波三角波正弦波锯齿波等以及它们组合产生的复合波形和不规则波形。

主要性能输入的数字量为位采用工艺，所有引脚的逻辑电平与兼容数据输入可以采用双缓冲单缓冲和直通方式转换时间精度分辨率位单电源，功耗参考电压内部结构资料芯片内有两级输入寄存器，使具备双缓冲单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要如要求多路异步输入同步转换等。

转换结果采用电流形式输出。

要是需要相应的模拟信号，可通过个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。

运放的反馈电阻可通过端引用片内固有电阻，还可以外接。

该片逻辑输入满足电压电平范围，可直接与电路或微机电路相接，下面是芯片电路原理图图电路原理图如图所示，待转换的位数字量由芯片的位数据输入线输入，经转换后，通过个电流输出端和