现。纯硬件设计法功能较单，波形改变困难控制的灵活性不够，不具备智能性，其中由运算放大器加分立元件组成的波形发生器，除在学生实验训练中使用外。基本不被采用。纯软件设计法实现简单，程序改变及功能升级灵活，但实现的波形精度及响应速度不如硬件法高。纯软件法主要适用于对波形精度响应速度要求不是很高的场合。相比之下，软硬件结合的方法可以设计出性能最优功能扩展灵活控制智能化的新代的波形发生器，可以满足教学科研工业生产等各方面对波形发生器性能有较高要求的应用场合。综合以上几种设计方案，本设计采用软硬件结合的方案的方法进行设计。其方案能够产生很好的波形，也易实现。硬件电路设计本方案是基于与的单缓冲方式接口电路来设计。单缓冲式接口电路具有过程简单，容易实现。由于本设计运用汇编的编程语言，导致用独立式键盘来实现简单控制。本方案所产生的信号频率稳定性高，精确度高。而且在硬件方面它所选的元器件比较常见。其主要流程图和模块如图所示。图软硬件结合设计框图主要芯片介绍单片机是个低电压，高性能位单片机，片内含的可反复擦写的只读程序存储器和的随机存取数据存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，按钮运放波形输出片内置通用位中央处理器和存储单元，单片机在电子行业中有着广泛的应用。为位通用微处理器，采用工业标准的内核，在内部功能及管脚排布上与通用的相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主内部寄存器数据及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号的接收解码及与主板通信等。图为单片机的管脚图。图管脚图其各管脚功能为口口是组位漏极开路型双向口，也即地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动个逻辑门电路，对端口写时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址低位西安建筑科技大学课程设计论文任务书专业班级学生姓名指导教师签名课程设计论文题目多种波形发生器设计本次课程设计论文应达到的目的课程设计的基本教学目的是培养学生综合运用所学的基础理论专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力以及科技写作或设计能力。要求学生在做课程设计的过程中要有意识地培养自己的实际能力。通过本次课程设计的实践，了解单片机工作的原理及应用技术，掌握根据硬件电路设计软件的方法，了解设计过程中的各个基本环节，也为今后的实际应用奠定基础。本次课程设计论文任务的主要内容和要求包括原始数据技术参数设计要求等设计任务设计个能产生正弦波方波三角波梯形波锯齿波的波形发生器，完成原理图设计，软件编制及设计报告。具体要求如下以单片机为核心，利用数摸转换芯片完成数模转换。以按键来选择要产生的波形用示波器观察波形。设计步骤按照任务书的要求完成系统需求分析及功能定义。使用进行原理性设计与仿真。完成代码编写，给出软件流程图。撰写设计报告。详见西安建筑科技大学本科课程设计论文管理规定试行的规定。应收集的资料及主要参考文献单片机系统教材及相关元器件的数据手册审核批准意见教研室主任签字摘要随着电子技术的飞快发展，单片机也应用得越来越广泛，基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比。单片机技术在智能仪表和自动化等诸多领域有了极为广泛的应用，并用到各种家庭电器，单片机技术的广泛应用推动了社会的进步。利用单片机采用程序设计方法来产生波形，线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强等优点，而且还能对波形进行细微的调整，改良波形，易于程序控制。只要对电路稍加修改，调整程序，就能实现功能的升级。本系统利用单片机采用程序设计方法产生锯齿波三角波正弦波梯形波四种波形，再通过转换器将数通过开关电路实现不同输出波形的切换，改变电路的具体参数可以实现频率幅度和占空比的改变。通过对电路结构的优化及所用元器件的严格选取可以提高电路的频率稳定性和准确度。纯硬件法中，正弦波的设计是基础，实现方法也比较多，电路形式般有和石英晶体振荡器三类。振荡器适宜于产生几至几百的高频信号石英晶体振荡器能产生几百至几十的高频信号且稳定度高对于频率低于几，特别是在几百时，常采用振荡电路。振荡电路又分为文氏桥振荡电路双网络式和移相式振荡电路等类型。其中，以文氏桥振荡电路最为常用。目前，实现波形发生器最简单的方法是采用单片集成的函数信号发生器。它是将产生各种波形的功能电路集成优化到个集成电路芯片里，外加少量的电阻电容元件来实现。采用这种方法的突出优势是电路简单，实现方便，精度高，性能优越缺点是功能较全的集成芯片价格较贵。实际中应用较多的单片函数信号发生器有最高频率可达和最高频率为。纯软件设计法波形发生器设计的纯软件法波形发生器的设计还可以采用纯软件的方法来实现。虚拟仪器鞠使传统仪器发生了革命性的变化，是世纪测试仪器领域技术发展的重要方向。它以计算机为基础，软件为核心，没有传统仪器那样具体的物理结构在计算机上实现仪器的虚拟面板，通过软件设计实现和改变仪器的功能。例如用图形化编程工具来实现任意波形发生器的功能在软件的前面板通过拖放控件，设计仪器的功能面板如波形显示窗口，波形选择按键，波形存储回放等工作界面，在软件的后面板直接拖放相应的波形函数并进行参数设置或直接调用编程函数来设计任意波形以实现波形产生功能完成的软件打包后，可脱离编程环境独立运行。实现任意波形发生器的功能。采用纯软件的虚拟仪器设计思路可以使设计简单高效，仅改变软件程序就可以轻松实现波形功能的改变或升级。从长远角度来看，纯软件法成本较低。软件法的缺点是波形的响应速度和精度逊色于硬件法。软硬件结合设计法软硬件结合法软硬件结合的波形发生器设计方法同时兼具软硬件设计的优势既具有纯硬件设计的快速高性能，同时又具有软件控制的灵活性智能性。如以单片机和单片集成函数发生器为核心，辅以键盘控制液晶显示等电路，设计出智能型函数波形发生器，采用软硬件结合的方法可以实现功能较全性能更优字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，并通过按键来控制四种波形的类型选择。本次设计主要由信号发生模块数模转换模块和仿真模块。关键词单片机独立式键盘目录绪论波形发生器的概述各种设计方案的比较纯硬件设计法纯软件设计法软硬件结合设计法硬件电路设计主要芯片介绍单片机数模转换器其他器件硬件连接图主控电路独立式键盘数模转换电路驱动电路总电路图程序设计主流程图的设计子程序的设计锯齿波的产生三角波的产生梯形波的产生正弦波的产生主程序应用软件调试与仿真结果总结参考文献附录绪论波形发生器的概述在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，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度高稳定性可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率幅值相移波形进行动态及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统震动激励通讯和仪器仪表领域。各种设计方案的比较依据应用场合需要实现的波形种类，波形发生器的具体指标要求会有所不同。依据不同的设计要求选取不同的设计方案。通常，波形发生器需要实现的波形有正弦波方波三角波和锯齿波。有些场合可能还需要任意波形的产生。各种波形共有的指标有波形的频率幅度要求，频率稳定度，准确度等。对于不同波形，具体的指标要求也会有所差异，例如，占空比是脉冲波形特有的指标。波形发生器的设计方案多种多样，大致可以分为三大类纯硬件设计法纯软件设计法和软硬件结合设计法。纯硬件设计法波形发生器设计的纯硬件法早期，波形发生器的设计主要是采用运算放大器加分立元件来实现。实现的波形比较单，主要为正弦波方波和三角波。工作原理嗍也相对简单首先是产生正弦波，然后通过波形变换正弦波通过比较器产生方波，方波经过积分器变为三角波实现方波和三角波。在各种波形后加上级放大电路，可以使输出波形的幅度达到要求整开发方案，通过个集成开发环境将这些部分组合在起。运行软件需要等操作系统。软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全界面。另外重要的点，只要看下编译后生成的汇编代码，就能体会到生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。工具包的整体结构，与分别是和的集成开发环境，可以完成编辑编译连接调试仿真等整个开发流程。开发人员可用本身或其它编辑器编辑或汇编源文件。然后分别由及编译器编译生成目标文件。目标文件可由创建生成库文件，也可以与库文件起经连接定位生成绝对目标文件。文件由转换成标准的文件，以供调试器或使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如中。具有具有很多优点生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。与汇编相比，语言在功能上结构性可读性可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用来开发，体会更加深刻。软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全界面。调试与仿真结果本次的设计主要应用了和软件进行系统设计和仿真，经过仿真后，结果较好，示波器可以正确的输出锯齿波三角波梯形波正弦波。没有按键按下时，波形图如图所示图没有按键按下时波形图当按下按键时，产生锯齿波，如图所示图按下键产生锯齿波当按下按键时