★单片机课程设计—波形发生器.doc

郑州轻工业学院 计算机与通信工程学院 单片机与接口技术课程设计总结报告 设计题目：波形发生器 学生姓名: 系 别： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 2011年12月22日 郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书 题 目 波形发生器 专业、班级 学 号 姓 名 薛 茹 主要内容：设计一个产生各种波形的波形发生器 基本要求：利用单片机P1.0引脚输出频率范围1Hz – 1000Hz的正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波，并用示波器观察。 目录 一、设计目的及意义 - 4 - 1.1设计目的 - 4 - 1.2设计意义 - 4 - 二、方案论证 - 4 - 2.1设计要求 - 4 - 2.2方案论证 - 5 - 三、硬件电路设计 - 5 - 3.1设计思路、元件选型 - 5 - 3.2原理图 - 6 - 3.3主要芯片介绍 - 6 - 3.4硬件连线图 - 9 - 四、软件设计 - 10 - 4.1锯齿波的产生过程 - 11 - 4.2梯形波的产生过程 - 12 - 4.3 三角波的产生过程 - 14 - 4.4 方波的产生过程 - 15 - 4.5正弦波的产生过程 - 16 - 五、调试与仿真 - 17 - 六、总结 - 20 - 七、参考文献： - 20 - 一、设计目的及意义 1.1设计目的 （1）利用所学的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。（2）我们这次的课程设计是以为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波等）且频率、幅度可变的函数发生器。（3）掌握各个接口芯片(如0832等)的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。（4）在平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此，缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。（5）通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器，使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目，更可以锻炼大家机知识的应用。 波形发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。 在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。 2.1设计要求 使用计算机和数模转换器构成信号发生器，可以产生方波、三角波、锯齿波和正弦波等多种波形，波形的周期、频率可调。 要求完成计算机和DAC的选型，了解不同波形的产生原理和设计方案，画出硬件电路图，并编程完成软件部分，最后调试观察产生不同类型的波形信号。 （1）课程设计论文内容要正确，概念要清楚； （2）完成任务书所规定的内容； （3）附有电路原理图及程序流程图，以及程序清单； （4）文字要通顺，书写要工整，设计图纸必须符合规范。 2.2方案论证 信号发生器的实现方法通常有以下几种： 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。 可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。 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。 综合考虑，方案四各项性能和指标都优于其他几种方案，能使输出频率有较好的稳定性，充分体现了模块化设计的要求，而且这些芯片及器件均为通用器件，在市场上较常见，价格也低廉，样品制作成功的可能性比较大，所以本设计采用方案四。 三、硬件电路设计 3.1设计思路、元件选型 设计思路： （一）、课设需要各个波形的基本输出。如输出锯齿波、三角波、方波、正弦波。这些波形的实现的具体步骤：锯齿波实现很简单，只需要一开始定义一个初值，然后不断的加1，当溢出后又重初值开始加起，就这样循环下去。三角波的实验过程是先加后减，实现方法是先是从00H开始加1直到溢出