【毕业设计】低频信号发生器设计 ㊣ 精品文档 值得下载

口的状态来判别。

其具体过程如下口输出，即所有行线置成高电平，所有列线置成低电平，然后将口状态读入与比较。

如果有键按下，总会有根行线电平被拉至低电平，从而使行输入状态不全为。

识别键盘中哪个键按下确认有键按下后，保存行扫描时有键按下时的状态。

口输出，进行列扫描，保存列扫描状态，取出键值例如第行第列有键按下，那么行扫描读入的状态为，列扫描读入的状态为，最后键值，然后转去执行相应的服务程序。

转换设计转换器概述转换器的性能指标分辨率输出模拟电压应能区分共个输入数字量。

表示方法用输入二进制数的位数表示如位。

用输出模拟电压的最小值与最大值的比值表示。

指最小输出电压和最大输出电压之比。

的分辨率为。

精度实际输出电压与理想的输出电压的偏差。

的最大满刻度偏差为。

线性度实际传输特性曲线与理想的传输特性曲线的偏差。

的最大误差为。

温度灵敏度在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。

般用满刻度输出条件下温度每升高，输出电压变化的百分数作为温度系数。

转换速度用完成次转换所需的时间建立时间来衡量。

建立时间输入信号从开始变化到输出电压进入与稳态值相差范围以内的时间。

输入信号由全变为全所需时间最长。

当外接运放时，转换时间还应加上运放的上升下降时间。

式中为转换时间，为建立时间，输出最大电压值，为运放输出转换速率。

二转换器的分类转换器的品种繁多性能各异。

按输入数字量的位数分位位位和位等按输入的数码分二进制方式和码方式按传送数字量的方式分并行方式和串行方式按输出形式分电流输出型和电压输出型，电压输出型又有单极性和双极性按与单片机的接口分带输入锁存的和不带输入锁存的。

三转换器的原理以倒形电阻网络转换器为例，介绍转换器的原理。

倒形电阻网络转换器结构如图所示。

图倒形电阻网络转换器图中为模拟开关，由输入数码控制，当时，接运算放大器反相输入端虚地，电流流入求和电路当时，将电阻接地。

所以，无论处于何种位置，与相连的电阻均接地地或虚地。

流过各开关支路从右到左的电流分别为。

总电流输出电压将输入数字量扩展到位，则有可简写为其中，四简介是八位电流输出型转换器件，由脚输出转换电流，其简化电路图及引脚结构如图所示。

为参考电源，负电压供电是高数据位，才是地数据位。

的电源极性。

是数据输入端，是电流输出端，是接电容进行补偿。

在单片机应用系统中通常需要的是电压信号，电流信号与电压信号之间的转换可由运算放大器实现。

不带锁存器，所以在使用时必须加个进行数据锁存。

图简化电路框图和管脚排列根据的特性设计出本系统的转换电路如图所示。

图系统实现工作原理本系统由提供参考电压，相应参考电流为。

电容提供补偿，输出电流，经过运算放大器转换成电压。

所以输出电压软件设计软件总体设计应用系统中的应用软件是根据系统功能要求而设计的，能可靠地实现系统的各种功能。

个优秀的应用系统的应具有下列特点根据软件功能要求，将系统软件分成若干个的部分。

设计出软件的总体结构，使其结构清晰流程合理。

要树立结构化程序设计风格，各功能程序模块化子程序化。

既便于调试链接，又便于移植修改。

建立正确的数学模型。

即根据功能要求，描述各个输入和输出变量之间的数学关系，它是关系到系统好坏的重要因素。

为提高软件设计的总体效率，以简明直观法对任务进行描述，在编写应用软件之前，应绘制出程序流程图。

要合理分配系统资源，包括定时数器中断资源等。

注意在程序的有关位置处写上功能注释，提高程序的可读性。

加强软件抗干扰设计，它是提高系统应用可靠性的有利措施。

本系统的软件包丁新民编著微机原理与应用高等教育出版社，周明德编著微型计算机原理及应用北京清华大学出版社，芯片速查手册中国自动化技术公司出版，张洪润，易涛编著单片机应用技术教程第二版北京清华大学出版，求是科技编著单片机典型模块设计实例导航北京人民邮电出版社，刘坤等编著单片机语言应用开发技术大全人民邮电出版社，潘新民，王燕芳编著微型计算机控制技术北京电子工业出版社，全国大学生电子设计竞赛组委会编第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编北京北京理工大学出版社，杨宁编著单片机与控制技术北京北京航空航天大学出版社附录源程序数字共阴极共阴极正弦波数据为万位数字，为千位数字，为百位数字，为十位数字，为个位数字，为占空比个位数字，为占空比十位数字为时间变量，为频率变量，为波形类型选择变量，为占空比变量，默认占空比为延时程序，初始化显示小数点显示键选择发波类型，为正弦波，为三角波，为方波频率个位调整频率十位调整频率百位调整频率千位调整频率万位调整计算显示数字关闭定时器显示小数点显示小数点显示键盘扫描先对置数行扫描，判断是否有键按下延时，软件去干扰，确认按键按下保存行扫描时有键按下时状态列扫描保存列扫描时有键按下时状态取出键值判断键值那个键按下对键值赋值主函数键盘扫描中断服务程序正弦波三角波方波锯齿波附录电路原理图绪论信号发生器概述目前，市场上的信号发生器多种多样，般按频带分为以下几种超高频频率范围以上，可达几十兆赫兹。

高频几百到几。

低频频率范围为几十到几百。

超低频频率范围为零点几赫兹到几百赫兹。

超高频信号发生器，产生波形般用振荡电路。

高频低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即振荡电路，通过改变电容和电阻值，改变频率。

用以上原理设计的信号发生器，其输出波形般只有两种，即正弦波和脉冲波，其零点不可调，而且价格也比较贵，般在几百元左右。

在实际应用中，超低频波和高频波般是不用的，般用中频，即几十到几十。

用单片机，加上片，就可以做成个简单的信号发生器，其频率受单片机运行的程序的控制。

我们可以把产生各种波形的程序，写在中，装入本机，按用户的选择，运行不同的程序，产生不同的波形。

再在输出端加上些电压变换电路，就完成了个频率幅值均可调的多功能信号发生器的设计。

这样的机器体积小，价格便宜，耗电少，频率适中，便于携带。

本论文主要研究的内容本设计采用及其外围扩展系统，软件方面主要是应用语言设计程序。

系统以单片机为核心，配置相应的外设及接口电路，用语言开发，组成个多功能信号发生系统。

该系统的软件可运行于环境下，硬件电路设计具有典型性。

同时，本系统中任何部分电路模块均可移植于实用开发系统的设计中，电路设计具有实用性。

本设计将完成以下几个方面的工作选芯片，尽量满足般工业控制要求以增强其实用性。

原理图设计在保证正确的前提下，尽量采用典型的电路设计。

印制板设计既要精巧，又要便于摆放及测试。

固化于单片机芯片中的软件采用模块设计，层次清楚，具有上电复位及初始化功能，具有很好的软件开发框架。

掌握单片机仿真软件的使用。

为此，论文包括以下内容Ⅰ绪论。

主要介绍单片机发展概况和信号发生器的概述，为以后几章的介绍奠定基础。

Ⅱ系统总体方案设计。

本章主要考虑系统性能功能和器件选择。

包括两个主要内容系统分析和系统总体方案设计。

其中系统分析包括问题定义可行性研究和需求分析。

问题定义中对设计的课题进行定义，详述设计环境。

可行性分析中分别从经济可行性元器件具备程度和对可能遇到的问题的可解决性几个方面论证设计是否可行。

需求分析对系统功能要求性能要求和运行环境要求说明。

系统总体方案设计包括算法设计系统总体框图设计以及系统中使用的主要芯片。

Ⅲ系统的硬件设计。

本章完成系统的硬件总体设计，详细说明了设计思路。

Ⅳ系统软件设计实现。

本章是系统的具体实现，对系统按功能模块进行介绍。

Ⅴ系统测试报告。

分别对系统的功能测试调试过程和系统的使用方法进行介绍。

Ⅵ总结与展望未来。

系统设计方案系统分析问题定义基于单片机的信号发生系统是个实际应用系统，可为相关实验及实际应用提供支持。

本论文包括硬件系统的详细设计及语言在基本控制中的应用。

此系统具有的功能如下硬件部分位七段数码动态扫描显示的位矩阵键盘时钟电路与复位电路具有位精度的转换功能波形产生功能软件部分系统复位初始化键盘扫描与处理按键服务程序定时器中断服务程序正弦波发生程序三角波发生程序方波发生程序锯齿波发生程序。

系统需求分析系统功能要求系统具有转换功能，信号幅度放大功能，位七段数码显示功能，上电自动复位功能键盘输入接口。

系统性能要求系统的转换功能具有位精度动态扫描七段数码显示器单片机时钟信号为系统上电自动复位系统具有位行列扫描键盘。

总体方案设计算法设计本设计涉及的算法较少，将在第四章软件设计中介绍。

系统总体结构框图设计图主系统结构框图硬件设计总体硬件设计程序存贮器内部自带的，的，所以不需要对其扩展存储器。

键盘接口系统采用矩阵键盘，用线组成行列结构，按键设置在行列的交点上的行列结构可构成个键的键盘，采用行列扫描法。

数码管驱动本设计实现了的口对键盘和位数码管显示的控制。

为增加对数码管显示器的驱动能力及稳定性，在它与之间设置了提高驱动能力的。

转换本设计转换部分采用芯片，由于它不带锁存器，故在使用时必须加进行数据锁存。

信号变换部分对信号的变换部分采用四运放集成芯片，它采用脚双列直插塑料封装，它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器。

可靠性方面在使用应用系统时，可能会受到多种干扰的侵袭，直接影响到系统的可靠性，因此，本系统适当加入去耦电容，以减少干扰，确保精度。

系统模块设计显示器接口设计本机显示采用软件译码动态显示，系统显示电路如图所示。

采用软件译码动态显示的理由如下如果用静态显示，单片机的接口资源肯定不够用，那么还要进行接口的扩展，增加了系统的复杂度如果要制成印刷线路板，得占相当大块面积另外，采用动态显示，可以明显的降低功耗，因为每时刻只有个发光，其功耗为静态显示的。

个最大电流为，如用静态显示，个就耗电流综上分析，采用动态显示才是最经济的方案。

在显示的时候，只要把显示的字码输送到口，再经过进行数据锁存，口作为位选控制信号。

由于采用的是共阴极数码管，当需要显示哪位的时候，只要在相应的位选控制信号输出低电平就行。

例如，要在第个数码管显示，那么在口就要输出字段码，同时口输出位选码。

图系统显示电路复位与时钟电路设计复位电路设计单片机的复位是靠外电