文档介绍：基于单片机信号源发生器的设计与分析
学校:哈尔滨理工大学
姓名:张敏江
学院:应用科学学院
一:设计意义
本课题主要研究开发一个基于51单片机的实用简易的函数信号发生器,单片机构成的仪器具有高可靠性,高性价比,在智能仪表系统中得到广泛应用,不但成本低而且精度高,最重要的是开发简单易于调试,本文设计的信号发生器具有一定社会价值和经济价值。
二:设计目的
本课题主要研究开发一个基于51单片机的实验用信号发生器,即设计一个可以产生正弦波、方波、三角波的频率可调的简易设备。单片机构成的仪器具有高可靠性,高性价比,在智能仪表仪器中得到广泛应用,因此,基于单片机的函数信号发生器普及是一种趋势。
三:设计框架
理论分析
第一章课题背景、目的以及发展趋势,设计内容和要求,可行性分析,模式构建。
模式阐释
第二章单片机的介绍与应用
第三章系统总体方案设计
第四章硬件电路设计
第五章系统软件设计
实践验证
第六章系统测试与分析
四:设计方法与过程
总体设计框架
显示模块
幅频控制模块
单片机
控
制
系统
波形输出模块
所需
波形
五:方案对比与选择
方案一
液晶显示
电路
键盘控制
电路
AT89C51
单片机
控制
系统
ICL8038
波形
发生器
所需
波形
方案二
数码显示
电路
键盘控制
电路
AT89C51
单片机
控制
系统
DAC0832
数模转换
电路
所需
波形
六:主要结论
方案对比及选择
由以上两种方案可知,方案一直接采用波形发生器产生不同的信号,在此过程中单片机的作用仅仅只是用来采集键盘数据和调节电位器的组合来改变RC值从而通过ICL8038来调节频率和幅度的大小,然后输出波形。方案二则是通过单片机查表法来实现波形的输出,通过数模转换来将数字信号转换成模拟信号再输出。从两种方案可以看出,方案一采用的是液晶显示,方案二采用的是数码显示,相对来说数码变成简单,不需要驱动程序匹配。方案一采用的数字电位器调节RC过程中精准度不高,以及电子元器件较多,在生产成本上相对较高,因此综合以上的各种情况我选择可方案二来完成此设计。
七:系统工作流程
此系统是在单片机软件指导下工作,首先在进入初始化模式下启动,然后系统会自动检测键盘模块是否有信号输入,如果检测到信号,系统会相应地改变数据。同时将信息反应到数码显示管上,最后由定时器中断来输出波形数据,通过数模转换输出模拟信号。
八:数据展示
测量序号
理论值
测量值
1
方波
方波高电平和低电平失真
2
正弦波
失真的正弦波
3
三角波
失真的三角波