基于单片机的信号发生器开题报告

基于单片机的信号发生器开题报告内蒙古工业大学本科生毕业设计(论文)开题报告

注：表格根据所填内容可进行调整，可多页。

一、设计总体方案

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，方波四种波

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，通过键盘来控四种波形的类型，频率变化，最终输出显示其各自的类型及数值

图4.1硬件原理框图

二．硬件各单元电路方案设计与选择

1、单片机的选择

方案一：AT89S52芯片中只有一路模拟输出或几路模拟信号非同步输出，这种情况下CPU对DAC0832执行一次写操作，则把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832的输出模拟信号随之对应变化。输出波形稳定，精度高，滤波好，抗干扰效果好，连接简单，性价比高。

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

方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。

以上两种方案综合考虑，选择方案一

2.键盘设计方案比较

方案一：矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路。

方案二：独立式键盘。独立式键盘具有硬件与软件相对简单的特点，其缺点是按键数量较多时，要占用大量口线。

以上两种方案综合考虑，选择方案二。

3、D/A转换部分

由于单片机产生的是数字信号，要想得到所需要的波形，就要把数字信号转换成模拟信号，所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。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。但实际上，DAC0832输出的电量也不是真正能连续可调，而是以其绝对分辨率为单位增减，是准模拟量的输出。DAC0832是电流型输出，在应用时外接运放使之成为电压型输出。

根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式：单缓冲方式和双缓冲方式。选用直通方式。

4、显示部分电路设计

方案一：采用LCD数码管。LCD数码管由8的法官二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼的视觉，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。

综合考虑选择第二个方案。

三、软件设计

采用AT89S52单片机，用编程的方法来产生四种波形，并通过编程来切换四种波形及波形频率的改变。信号发生器的软件设计包括按键处理程序、正弦波产生程序、方波产生程序、三角波产生程序、锯齿波产生程序几个主要部分。主程序的主要功能接收用户键盘输入的数据(信号参数的预制、选择)和控制指令，单片机发送数据及控制指令，按要求输出信号。

四．仿真调试

当硬件电路和软件部分均整理完毕后，则将编写好的软件程序放在ISIS软件环境下将硬件与软件结合进行仿真调试。

第二篇：函数信号发生器的设计的开题报告1900字

武汉大学珞珈学院本科生毕业论文（设计）开题报告

论文题目：函数信号发生器的设计系：电子信息科学系学号：姓名：

一、论文选题的目的和意义

目的：利用当前所学知识简易的设计并制作一台函数型号发生器。

意义：信号发生器亦称函数发生器，主要作为实验用信号源，是现今各种电

子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生

器多为纯硬件的搭接而成，波形种类多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。用分

立元件组成的函数发生器，通常是单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,

不易调试;用集成芯片的函数发生器，可达到较高的频率和产生多种波形信号,

但电路较为复杂且不易调试。利用单片集成芯片的函数发生器，能产生多种波形,

达到较高的频率,且易于调试;利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器，

能产生任意波形并达到很高的频率,但成本较高。

二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势

当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进

步，给人们带来了根本性的转变。现代电子领域中，单片机的应用正在不断的走

向深入，这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机构成的仪器具有高

可靠性、高性能价格比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛

的应用，并走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响汽车，处处可见其应用。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。

信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的一般可以完全由硬件

电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取

的路径之一，不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范

围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而借用计算机技术

和DDS技术直接产生的各种波形频率高，成本高。

三、论文的主攻方向、主要内容、研究方法及技术路线

论文的主攻方向：以某种波形为第一波形，在利用第一种波形导出其它波形。

较为流行的波形导出方式是，先产生三角波，然后在产生正弦波，方波。

主要内容：认真学习和研究各类函数信号发生器的原理；广泛阅读有关文献和资料；充分利用MAX038芯片设计制作出一台能达到如下要求的函数信号发生器，要求如下：

1、能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；

2、输出信号频率在100Hz～1MHz范围内可调，输出信号频率稳定度优于10-3；

3、在1kΩ负载条件下，输出正弦波的电压峰-峰值在0～5V范围内可调；

4、输出信号波形无明显失真。

研究方法：

1、由于该设计要能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；输出信号频率在100Hz～1MHz范围内可调，输出信号频率稳定度优于10-33；在1kΩ负载条件下，输出正弦波的电压峰-峰值在0～5V范围内可调；故该设计选择MAXO38芯片来完成。

2、基于MAX038的函数信号发生器的设计系统框图如下图：

基于MAX038的函数信号发生器设计系统框图

技术路线：基于MAX038的程控函数信号发生器。

四、论文工作进度安排

20xx年12月：完成选题；

20xx年2月26日～3月3日：完成开题报告；

20xx年3月13日～3月26日：完成方案选择和初步设计；

20xx年3月27日～4月16日：组装和调试电路，实现设计方案；

20xx年4月17日～5月7日：对设计进行修改和总结，完成设计论文初稿；20xx年5月8日～5月21日：和指导老师探讨，对设计论文初稿进行修；20xx年5月21日～5月27日：交出修改完毕的论文，并能演示实物。

五、论文主要参考文献

[1]陈尚松．电子测量与仪器(第2版)．北京：电子工业出版社，2007

[2]赵茂泰.电子测量仪器设计.武汉：华中科技大学出版社，2010

[3]李朝青