文档介绍：燕山大学
课程设计说明书
题目:虚拟信号发生器的设计
学院(系): 电气工程学院
年级专业: 自动化仪表
学号: 100103020002
学生姓名: 王思琪
指导教师: 谢平杜义浩
教师职称: 教授讲师
课程名称: “单片机原理及应用——数字信号处理”课程设计
基层教学单位:自动化仪表系指导教师:张淑清谢平
学号
100103020002
学生姓名
王思琪
(专业)班级
仪表一班
设计题目
虚拟信号发生器的设计
设
计
技
术
参
数
利用Matlab设计任意波形虚拟信号发生器。
在PC机显示不同信号波形的同时,利用串行口控制单片机系统的LED显示相应波形参数(如幅度、频率、相位和能量等)。
扩展:也可产生其他信号,或驱动其他外设并显示及参数。
设
计
要
求
要求至少输出五种以上参数可调的信号(如:方波,三角波,正弦波、高斯白噪声等),并实现相应信号的频谱分析,对比不同信号的时域波形和频谱特性。(其中可调参数包括幅值、相位、频率、采样频率等)。设计相应的软件分析界面。
工
作
量
软件编程与硬件调试相结合,绘制设计流程图,编制相应软件界面,实现单片机控制与信号处理任务的综合应用
参
考
资
料
1)《微型计算机控制系统》赖寿宏,机械工业出版社(教材)
2)《单片机及应用》李大友,高等教育出版社(教材)
3)《信号处理原理及应用》谢平等机械工业出版社(教材)
4)《Matlab程序设计及其在信号处理中的应用》聂祥飞等西南交通大学出版社
5)自选其他有关资料
周次
第一周
第二周
应
完
成
内
容
熟悉伟福单片机编程环境,调试单片机各基本功能模块;熟悉matlab信号处理工具箱,信号处理系统基本功能模块学习和调试
单片机系统与信号处理系统综合进行硬件调试,
撰写课程设计报告
指导教
师签字
基层教学单位主任签字
说明:1、此表一式四份,系、指导教师、学生各一份,报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科
目录(信号处理要求)
第一章摘要……………………………………………3
第二章总体设计方案…………………………………4
第三章 GUIDE预备理论…………………………………5
第四章信号发生器基本原理…………………………6
…………………………6
时域向频域的转换…………………………………7
GUIDE源程序的设计…………………………9
程序显示结果与调试…………………………14
第七章心得及总结……………………………………15
参考文献………………………………………………16附录……………………………………………………16
摘要
信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。按信号波形可分为正弦信号、函数(波形)信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
在有些实验测量中,我们需要用到信号发生器,传统的信号发生器其功能完全靠硬件实现,功能单一,而且费用较高,一个传统实验室很难拥有多类信号发生器,然而基于虚拟仪器技术的信号发生器则能够实现这一要求。此报告论述了一个基于虚拟仪器技术的任意波形发生器模块的实现。
第二章总体设计方案
首先我们进行的是单片机部分的设计,课设的前两天,熟悉了单片机个模块的设计例程,而后我们挑选了合适的例程为我们的所需要的信号发生器模块所用。在这之中,我们用到了273输出模块,led显示模块,数码管显示模块,蜂鸣器模块,16*16点阵显示模块,串行通信模块。在精心的学习之后,我们成功地完成了单片机部分的初步制作。
此后,我们开始了第三天的数字信号软件方面的制作,在guide设计教程及学长的指导下,我们设计了一个简洁方便的操作界面,并根据相应的按键功能编写程序,先收集了5种波形函数,而后编写了与之对应的变量函数。于是我们便能将可变参数加入到函数中去,进行调试了。其后,我们设计了傅里叶转换函数,将波形一一转换为频域波形,最后,我们在学长的指导下完成了串行发送的按钮设计。信号处理部分也制作完毕。
最后是单片机部分与信号部分的连接调试,我们将matlab发送的波形参数与单片机的数码管,led,蜂鸣器的信号同步。成功的做出了两者相结合的虚拟信号发生器。
第三章 GUIDE预备理论
本实验内容主要是阐述虚拟信号发生器的前面板和程序框图的设