开题报告 模版

上海工程技术大学毕业设计开题报告 基于单片机的信号发生器的设计=PAGE2=毕业设计开题报告课题名称：基于单片机的信号发生器的设计学院：电子电气工程学院专业：电气工程及自动化姓名：徐若稼学号：021309274指导老师：李洪芹基于单片机的信号发生器的设计一、题目来源、目的、意义信号发生器的发展史也是电子技术的发展史，电子技术的每项重大的技术进步都推动着电子器件的发展。信号发生器又称为信号源或者振荡器，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表示。能够产生多种波形，如三角波，锯齿波，矩形波和正弦波的电路被称为信号发生器。虽单片机系统以价格低廉、开发环境完备、开发工具齐全、应用资料众多、功能强大且程序易于移植等优点而得到广泛应用。同时，随着信息化进程、计算机科学与技术以及信号处理理论与方法的迅速发展，需要的数据量越来越大，对数据存储也提出了更高要求。MMC/SD卡以其价格、体积、读取速度等特点成为现今大多数便携式嵌入式设备的首选。采用单片机实现与MMC/SD卡的接口，解决了嵌入式系统大容量数据存储问题，利用上位机可以方便的读取写入数据。本系统的存储速度可达20Mb/s，完全满足信号发生器所需的下载速度。二、设计中解决的关键问题利用单片机AT89S52采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产一定频率的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分。1、 系统设计及方案确定经过考虑，我们确定方案如下：利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。1.1、设计要求1)、利用单片机采用软件设计方法产生三种波形2）、三种波形可通过键盘选择3）、波形频率可调4）、需显示波形的种类及其平率1.2方案设计与论证1.2.1信号发生电路方案论证方案一：通过单片机控制D/A，输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。但此方案电路简单、成本低。方案二：使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形。但此方案成本高，程序复杂度高。以上三种方案综合考虑，选择方案一。1.2.2单片机的选择论证方案一：AT89S52单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快。但其价格较贵以上两种方案综合考虑，选择方案一1.2.3显示方案论证方案一：采用LED数码管。LED数码管由8个发光二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼具有视觉暂留特性，当每只数码管显示的时间间隔小于1/16s时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮。使用数码管显示编程较易，但要显示内容多，而且数码管不能显示字母。方案二：采用LCD液晶显示器1602。其功率小，效果明显，显示编程容易控制，可以显示字母。以上两种方案综合考虑，选择方案二。2、单片机及模块工作原理2.1总体系统设计该系统采用单片机作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换，利用液晶显示电路输出数字显示的方案。图1为系统的总体框图图1总体方框图2.2各部分系统设计DAC0832芯片原理①管脚功能介绍（如图2所示）图2DAC0832单片D/A转换器逻辑框图和引脚排列②工作原理DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。DAC0832与反相比例放大器相连，实现电流到电压的转换，因此输出模拟信号的极性与参考电压的极性相反，数字量与模拟量的转换关系为Vout1=-Vref×（数字码/256）若D/A转换器输出为双极性，如图3所示。图3D/A转换器双极性输出电路DAC0832主要是用于波形的数据的传送，是本题目电路中的主要芯片。③电路原理图（如图4所示）图4电路原理图三、主要工作内容1掌握Proteus软件的基本操作与应用。2学习信号发生器的设计原理以及设计方法。3用单片机完成信号发生器的设计以及仿真验证。4撰写毕业论文，准备答辩。四、进度安排第1—2周：查询、阅读和翻译相关资料；完成开题报告；第3—4周：了解并掌握信号发生器的原理和设计方法；第5—6周：学习软件Proteus的使用，并确定基本设计方案；第7—9周：单片机程序的设计。第10—12周：程序的调试、电路仿真。第13—14周：编写论文初稿完成。第15—16周：完成论文的修改。第17—18周：准备论文答辩。五、主要参考文献[1]李庆亮.《C语言程序设计实用教程》.北京：机械工业出版社，2006[2]康华光.电子技术基础[M].数字部分.第4版.北京：高等教育出版社,1998[3]杨长春.论数字技术[J].《电子报》合订本.成都：四川科学技术出版社，2002.12[4]电子工程手册编委会等.中外集成电路简明速查手册[M]TTL,CMOS.北京：电子工业出版社,1991[5]王新颖.《单片机原理及应用设计》.北京：北京大学出版社，2008[6]孙余凯，项绮明等编著.《模拟电路基础与应用》[M].北京:电子工业出版社，2006[7]童诗白编.《模拟电子技术基础》[M].北京:高等教育出版社，2007[8]CharlesK.Alexander编.《电路基础》[M].北京:清华大学出版社，2007[9]段玉生等著电工电子技术与eda基础[M].北京：清华大学出版社.2006.[10]R.J.Baker,H.W.Li,andD.E.Boyce,CMOSCircuitDesign,LayoutandSimulation.NewYork:IEEEPress,1998.[11]戴仙金.《51单片机及其C语言汇编程序开发实例》.清华大学出版社，2008[12]高吉祥.《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程》.电子工业出版社，2007[13]杨素行.《模拟电子技术基础简明教程》.高等教育出版社，2007[14]蒋辉平.《单片机原理与应用设计》.北京航空航天大学出版社2007[15]孙俊逸，盛秋林，张铮等.单片机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2001.[16]蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京：高等教育出版社，2000.[17]孙育才，孙华芳，王荣兴.单片机原理及