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1、智能函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn) 辯論人:辯論人:專業(yè):電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè):電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)老師:指導(dǎo)老師:1一 智能函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計的背景和意義 函數(shù)信號發(fā)生器是一種常用的信號源,它提供符合一定電技術(shù)要求的電信號,并提供波形、頻率、幅度大小的輸出信號。信號發(fā)生器是最根本、應(yīng)用最廣泛的電子測量儀器之一。它作為一種通用的電子儀器,在生產(chǎn)、科研、測控、通訊等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。我們長期使用的信號發(fā)生器,大局部是由模擬電路構(gòu)成的,其體積大,損耗也大。因此我們需要設(shè)計一個線路簡單,調(diào)試和修理簡捷,性價比高,輸出波形穩(wěn)定的函數(shù)發(fā)生器。2二 函數(shù)信號發(fā)生器實現(xiàn)的功能:1.1.通過切換按鍵來
2、實現(xiàn)波形切換;通過切換按鍵來實現(xiàn)波形切換;2.2.加減按鍵來調(diào)波形輸出頻率;加減按鍵來調(diào)波形輸出頻率;3.3.利用數(shù)碼管顯示工作頻率功能;利用數(shù)碼管顯示工作頻率功能;4.4.可實現(xiàn)正弦波、三角波、方波形信號輸出??蓪崿F(xiàn)正弦波、三角波、方波形信號輸出。3三 硬件設(shè)計1.智能函數(shù)信號發(fā)生器波形的產(chǎn)生是通過單片機執(zhí)行相應(yīng)的程序,再向D/A 轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)送數(shù)據(jù),從而在D/A 轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到的相應(yīng)的電壓波形。電路硬件結(jié)構(gòu)由AT89S52 單片微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832、LM324 及其附屬電路構(gòu)成,在此根底上還加上數(shù)碼管顯示功能(顯示波形頻率)。42.單片機控制 單片機的單片
3、機的P1 P1 口連接波形選擇、調(diào)節(jié)等控制口連接波形選擇、調(diào)節(jié)等控制按扭按扭,通過按動按扭使通過按動按扭使AT89S52 AT89S52 響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷,調(diào)調(diào)用相應(yīng)程序或改變程序中相應(yīng)參數(shù)用相應(yīng)程序或改變程序中相應(yīng)參數(shù),從而選擇從而選擇波形及調(diào)節(jié)其頻率。波形及調(diào)節(jié)其頻率。P0P0口與口與D/AD/A相連,單片機相連,單片機產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號,模擬信號經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號,模擬信號經(jīng)運算放大器放大后可由示波器觀測到波形。顯運算放大器放大后可由示波器觀測到波形。顯示局部用示局部用4 4位七段數(shù)碼管,數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端與位七段數(shù)碼管,數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端與P2P2口相連,位選端與口相連,
4、位選端與P3P3口相連??谙噙B。53.D/A轉(zhuǎn)換電路 D/A 轉(zhuǎn)換電路主要由D/A 轉(zhuǎn)換芯片DAC0832 和兩個運算放大器LM324 組成。DAC0832 有三種聯(lián)接方式.一種是兩級緩沖器型,即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)兩級緩沖后,送D/A 轉(zhuǎn)換電路。第二種是單級緩沖器型,輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入存放器直接送入DAC存放器,然后送D/A轉(zhuǎn)換電路。第三種是兩級緩沖器直通,輸入數(shù)據(jù)直接送D/A 轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換。電路中采用直通聯(lián)接方式,即/WR1、/WR2、/CS 和/XFER 全部接地、ILE和Vcc 接+5V 電源,使DAC0832 處于直通狀態(tài)。此時,單片機的數(shù)據(jù)輸出線直接與DAC0832 的數(shù)據(jù)輸入線相連。D/A
5、 轉(zhuǎn)換電路可采用單極性輸出,也可采用雙極性輸出。此電路采用雙極性輸出,即經(jīng)兩個運算放大器LM324 后輸出電壓Aour。6三 軟件設(shè)計 主要是波形數(shù)據(jù)的存儲、波形數(shù)據(jù)的選擇、波形頻率大小的調(diào)整,通過程序得到各種波形。波形參數(shù)存入正弦波、三角波和方波三個數(shù)組中,波形的選擇通過獨立按鍵,一個按鍵切換三種波形,頻率的改變采用調(diào)整定時計數(shù)初值來實現(xiàn),由獨立按鍵來調(diào)整頻率。波形的產(chǎn)生,利用計數(shù)溢出產(chǎn)生中斷,單片機順序讀取存儲在各波形數(shù)組中的波形數(shù)據(jù),將波形數(shù)據(jù)經(jīng)P0口送到數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片得到模擬信號。71.產(chǎn)生波形子程序 為了實現(xiàn)三種波形的輸出,我們需要建立方波數(shù)據(jù)表、三角波數(shù)據(jù)表、正弦波數(shù)據(jù)表。同時,波形的產(chǎn)生,要利用計數(shù)溢出產(chǎn)生中斷,再由單片機順序讀取存儲在各波形數(shù)組中的波形數(shù)據(jù),因此要建立中斷函數(shù)。而要實現(xiàn)利用數(shù)碼管顯示波形頻率,那么要建立數(shù)碼管顯示函數(shù)。通過鍵掃描子函數(shù)我們可以實現(xiàn)波形頻率的增加、減少和波形切換。8 9