10Hz-10kHz连续可调矩形波发生器的设计及仿真分析.doc

各专业完整优秀毕业论文设计图纸 10Hz-10kHz连续可调矩形波发生器的设计及仿真分析 摘要：本文概述了波形发生器的发展状况及其研究意义；比较和研究了信号发生电路选择方案、单片机选择方案、显示电路选择方案和按键电路选择方案；分析和设计了系统的框图、软件流程和硬件电路；比较和解析了通过对软件和硬件的仿真调试所得出的仿真数据；归纳了设计的误差并得出论文的结论。 关键词：矩形波发生器、连续可调、单片机、仿真 Design and simulation analysis of 10Hz-10kHz continuously adjustable square wave generator Abstract: This article outlines the development and significance of waveform generator, compares and researches the selective schemes of signal generating circuit, single chip microcomputer, display circuit and key circuit, analyzes and designs the whole diagram of the system, the software processes and hardware circuit, compares and resolves the simulation data obtained by the simulation software and hardware debugging, summarizes the error of design and comes to the conclusion of the paper. Keywords: square wave generator, continuously adjustability, single chip microcomputer, simulation引言 波形发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。发生器又称信号源，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）正弦波。过去由于频率很低，所以应用的范围比较狭小。随着输出波形频率的提高，使得任意波形发生器能应用于越来越广的领域。任意波形发生器软件的开发正使任意波形的输入变得更加方便和容易。任意波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。同时可以利用一种非常强有力的数学方程输入方式，复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v＝f(t)形式的波形方程的数学表达式产生。各种计算机语言的飞速发展也推动了任意波形发生器软件技术的发展。目前可以利用可视化编程语言(如Visual Basic和Visual C等等)编写任意波形发生器的软面板（虚拟仪器），这样可以直接从计算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。 随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又在繁荣起来。不过现在的新的台式仪器的形态，和几年前的已有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半。 1.2波形发生器的研究意义 波形发生器主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其它仪表测量有用的参数。可见波形发生器在各种实验应用和试验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。目前我国已经开始研制任意波形发生器，并取得了可喜的成果。但总的来说，我国任意波形发生器还没有形成真正的产业。就目前国内的成熟产品来看，多为一些PC仪器插卡，我国目前在任意波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。 1.3研究内容 本设计以单片机为核心设计的函数信号发生器。信号发生器采用数字波形合成技术，通过硬件电路和软件程序相结合，可输出自定义波形，如正弦波、方波、三角波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变；介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理；介绍了单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程、D/A转换器（DAC0832）的原理和使用方法、AT89C52以及与设计电路有关的各种芯片以及关于产生不同信号的信号源的设计方案。该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定和功能齐全的优点。 2 方案论证和比较 2.1信号发生电路方案论证 2.1.1方案一 采用R