函数发生器的设计及Proteus仿真.ppt

第4章 函数发生器的设计及Proteus仿真 本章导读 本章将介绍一种基于单片机和Proteus的函数发生器设计的方法，其中包括了系统方案的设计和各模块芯片的选型、硬件电路的设计、软件程序的编写及系统的仿真等完整的系统设计步骤。 4.1 设计任务书 在系统开始设计之前，设计者必须要了解本设计的目的、意义，有关的要求以及整个设计的时间安排，这样才能做到有目的有计划的完成系统设计。 4.1.1 设计的目的与意义 设计的目的：在了解单片机与函数发生器原理的基础上，利用单片机与相关芯片完成一款函数发生器的设计，并利用Proteus对系统进行仿真，验证设计的正确性与可行性。 设计的意义：函数发生器是测试领域使用极其广泛的工具，它可以为测试提供各种信号源，如正弦波、方波、锯齿波等，随着数字技术与计算机技术的高速发展，有些高档的函数发生器是可编程的，即产生任意的波形。在经过本科或专科的学习后，利用单片机技术设计一款较为简单的函数发生器，将书本上的知识加以利用，不仅可以很好地巩固所学的知识，而且可以培养动手能力，为即将到来的工作生涯做准备。 4.1 设计任务书 4.1.2 设计的要求 1. 完成系统的架构设计，在Proteus上搭建硬件平台。 2. 编写相关的软件程序。 3. 完成系统调试，使系统能正常工作。 4.1.3 设计及论文的时间安排 第一部分 阅读相关资料（2周）。 第二部分 设计系统的总体方案并完成芯片的选型工作（3周）。 第三部分 在Proteus下完成硬件平台的搭建（3周）。 第四部分 编制相应的软件程序（3周）。 第五部分 系统各部分分开调试以及系统总体联调（3周）。 第六部分 完成论文写作准备答辩（2周）。 4.1 设计任务书 4.1.4 摘要 本设计是利用AT89C52单片机与DAC0832设计一款可产生多种波形的函数发生器，并利用Proteus仿真软件对设计方案进行仿真，验证方案的可行性与正确性。整个设计中涉及到单片机定时/计数器、中断、按键扫描、液晶显示等知识，能有效地巩固所学知识。 论文首先给出了函数发生器的不同设计方法，分析了它们的优缺点，接着给出了本文的设计方法，详细介绍了硬件电路各部分的原理、软件的代码分析及Proteus 仿真软件的使用方法。在各个模块的介绍中，都给出了详尽的流程图。 关键词：函数发生器，AT89C52，DAC0832，Proteus 4.2 引言 本课题研究来源于实践经验。本节将介绍研究背景以及本文的主要内容安排。 4.2.1 研究背景 函数发生器是电子信息领域中必不可少的调试设备，为待调试的系统提供精确的信号，如正弦波、三角波、锯齿波、方波等等，有的函数发生器还具有调制的功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。 虚拟仿真软件是电子测量领域的一个大变革，它通过软件实现对数据的显示、处理与分析，大大缩小了设计的成本。Proteus就是一款功能强大，使用简便的电子仿真软件，也是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。 本设计利用Proteus这款EDA软件仿真、验证基于单片机与DAC0832的函数发生器。 4.2 引言 4.2.2 本文研究的主要内容 本课题利用单片机AT89C52、数模转换芯片DAC0832以及运算放大器设计了一个具有产生多种波形的函数发生器，其主要功能有： 可以产生正弦波、锯齿波、方波、三角波。 频率可以调节。 可以显示函数发生器运行的状态。 主要工作有： 设计系统方案。 在Proteus中搭建硬件平台。 编写相关软件程序。 调试运行，验证方案的正确性与可行性。 4.3 函数发生器方案的分析与设计 函数发生器的方案设计涉及到系统的正确性与可行性，是整个设计中最为重要的环节，为了能在已有的条件下完成设计，必须要研究各个设计方法的优缺点，并对它们进行权衡与综合，既要能满足设计要求，又能在已有条件下顺利完成。本章首先介绍了几种函数发生器的设计方法，并对它们的特点进行分析，然后提出一种成本低、性价比高、容易实施的方案。 4.3.1 函数发生器的设计方法 函数发生器的设计一般有以下几种： 第一种：采用分立原件或运算放大器和选频网络组成振荡器，这种方法的优点是成本低，电路简单，但是波形的精度不高、稳定性较差、不容易与数字化设备连接。 第二种：运用专门的函数信