【精品】毕业设计：高频精密函数波形发生器设计.doc

摘 要 主要设计思想是运用单片机控制MAX038产生多种波形，这些波形包括正弦波、三角波、方波等。基于MAX038函数发生器运行可靠，操作方便，因此本文采用单片机做为核心控制芯片，采用MAX038作为多波形产生芯片。 本设计通过4*4矩阵键盘选择需要输出地波形、频率和幅值，MAX038配上外围电路就能输出所需的波形。虽然从理论上可以算出输出信号的频率，但由于模拟开关的使用以及非线性误差等因素的影响，算得的频率不是很准确，因此本文将MAX038的同步输出作为频率计的输入，由单片机完成自动频率检测，实时测出其频率，已形成一个控制反馈，从而保证输出波形的精度能够满足设计的指标。函数信号的产生由MAX038和外围电路完成，能产生所需的波形。图形点阵液晶显示器CA12864B显示输出波形的种类、频率和幅值。 单片机的应用也非常广泛，它将逐渐成为电子技术及自动化专业必须掌握的技术之一，c语言以然已成为了单片机控制系统软件的主要工具，与汇编语言相比，在其功能、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。 关键词 MAX038 　函数波形发生器 单片机89C51 显示器 开关  目 录 目 录 - 3 - 一、 引 言 - 4 - 二、 概 述 - 4 - 三、 系统概述和设计方案 - 4 - 1 论文的内容和组织 - 4 - 2 方案选择 - 5 - 3 信号发生芯片选择 - 5 - 4 方案框图设计及基本控制原理 - 6 - 1) 频段控制调整参数计算 - 7 - 2) 频率控制细调参数计算 - 8 - 3) 占空比的数字控制参数计算 - 9 - 4) 幅度的数控参数实现 - 10 - 四、 芯片简介 - 11 - 1 MAX038芯片简介 - 11 - 1) MAX038的性能简介 - 11 - 2) MAX038的性能特点 - 12 - 2 MAX505芯片简介 - 14 - 1) MAX505的引脚描述 - 14 - 2) MAX505的内部结构及原理 - 15 - 3) D/A转换电路的电路说明 - 17 - 3 单片机89C51 - 18 - 1) 主要特性 - 19 - 2) 管脚说明 - 19 - 3) 振荡器特性 - 21 - 4) 芯片擦除 - 22 - 5) 结构特点 - 22 - 五、 频段选择电路 - 22 - 1) 幅度控制电路 - 23 - 六、 键盘电路 - 25 - 七、 电源电路 - 26 - 八、 系统软件流程图设计 - 27 - 1 主程序流程 - 27 - 2 频段处理子程序 - 28 - 3 频率处理子程序 - 29 - 4 幅度处理子程序 - 30 - 九、 结束语 - 31 - 十、 参考文献 - 32 - 十一、 谢 词 - 33 - 十二、 附 件 - 34 -  引 言 信号发生器是实验室的基本设备之一，目前广泛使用的是一些标准产品，虽然功能齐全、性能指标较高，但价格较贵，而且许多功能却用不上。本文介绍了一种由集成电路MAX038设计的简单信号发生器，该仪器具有结构简单、成本低、体积小、便于携带等特点，虽然功能及性能指标赶不上标准信号发生器，但足以满足一般的实验要求。 概 述 在电子工程、通信工程、自动控制、远程控制、测量仪表、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样大的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便的构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其他信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高，本文以MAX038集成块为核心器件制作一台信号发生器。要求能够产生精确的正弦波、矩形波和三角波信号，频率能以1KHz的间隔在8KHz～16.383MHz范围内调整，输出波形无明显失真。 系统概述和设计方案 论文的内容和组织 本文提出并设计了一种基于AT89C51微处理器控制的MAX038信号发生芯片的信号发生器设计。文中详细介绍了该系统的原理、构成及其设计方法，着重分析了以美国MAXIM公司生产的高频信号发生芯片MAX038为核心的精密多波形高频函数信号发生系统的软硬件原理，并开发了基于AT89C51微处理器的软件程序。 本次设计的基于单片机的信号发生器设计就是设计一个单片机控制系统，对信号发生芯片进行的控制。通过这个单片机对信号发生芯片进行精密控制，实现对波形的选择，频率、占空比以及波形幅度的控制。这些控制可以通过键盘设定。这就要求对选择的信号发生芯片，选用的单片机有初步的了解，并且对整个系统的结构有个合理地分配。 方案选择 本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我综合考虑了以下两种实现方