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东 北 石 油 大 学
课 程 设 计
课 程 单片机课程设计
题 目 波形发生器设计
院 系 电气信息工程学院
专业班级 测控12—2
学生姓名
学生学号
指导教师 刘霞 刘继承
2015年 7 月 18日 任务书
课程 单片机课程设计
题目 设计
专业 测控技术与仪器 姓名 学号
一、
设计一款基于AT89C51单片机的。
二、要求
三、参考
[1]陈志旺,李亮.51单片机快速上手[M].机械工业出版社,1999.6
[2]薛定宇.控制系统计算及辅助设计——MATLAB语言与应用(第2版)[M].清华大学出版社,2002.8
[3]邹虹.单片机波形发生器的设计[M].重庆邮电学院学报,2003.9
[4]毅刚,彭喜元。单片机原理与应用设计[M].电子工业出版社,2005.3
[5]杨素行.模拟电子技术基础简明教程(第三版)[M].北京:高等教育出版社, 2006.7
[6] Altium Designer原理图与PCB设计 [M].北京:电子工业出版社2009.1
完成期限 201.7.9 -2015.7.18
指导教师
专业负责人
2015年 月 日
一 绪论 2
1.1课题背景 2
1.2国内外现状 3
1.3主要研究内容 3
二 方案论证 4
2.1方案一 纯硬件设计法 4
2.2方案二 纯软件设计法 4
2.3方案三 软硬件结合法 5
三 系统硬件设计 6
3.1内部结构概述 6
3.2 P0~P3口结构及功能 6
3.3时钟电路和复位电路 7
3.4系统硬件总体设计 9
3.5 DAC0832的引脚及功能 9
3.6 74LS373的引脚及功能 10
3.7系统硬件原理 10
四 系统的软件设计 12
4.1主程序流程图 12
4.2波形的产生 13
五 系统调试与仿真结果 15
5.1 系统调试 15
5.2 仿真结果 15
结论 16
参考文献 17
附录一 程序 18
附录二 仿真效果图 23
波形发生器设计
一 绪论
1、课题背景
波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号,并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点,不仅可以模拟各种复杂信号,还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制,并能够与其它仪器进行通讯,组成自动测试系统,因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。
在70年代前,信号发生器主要有两类:正弦波和脉冲波,而函数发生器介于两类之间,能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形,产生其它波形时需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较为复杂的信号波形,则电路结构非常复杂。
同时,主要表现为两个突出问题,一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节,因此很难将频率调到某一固定值;二是脉冲的占空比不可调节。
在70年代后,微处理器的出现,可以利用处理器、A/D和D/A,硬件和软件使波形发生器的功能扩大,产生更加复杂的波形。这时期的波形发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单波形。
90年代末,出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统,它由HP8770A任意波形数字化和HP1776A波形发生软件组成。
HP8770A实际上也只能产生8中波形,而且价格昂贵。不久以后, Analogic公司推出了型号为Data-2020的多波形合成器, Lecroy公司生产的型号为9100的任意波形发生器等。
到了二十一世纪,随着集成电路技术的高速发展,出现了多种
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