毕业设计——基于C8051F340的低频函数信号生器设计.doc

毕 业 设 计 低频信号发生器 指导教师 方华 学院名称 工程学院 专业名称 电子信息工程 论文提交日期 FORMTEXT ????年 FORMTEXT ??月 论文答辩日期 FORMTEXT ????年 FORMTEXT ??月 答辩委员会主席 ____________ 评 阅 人 ____________ 摘 要 函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。现今社会上出现的函数信号发生器多种多样，频率的范围也在变得越来越来宽，产生的波形也有多种的波形可供选择。在电子行业的基础设施和制造等领域，函数发生器都是有效的通用仪器。它可以生成不同频率和幅度的大量信号，用来评估新电路的运行情况，代替时钟信号，对新产品进行制造测试，及用于许多其它用途。函数信号发生器长期以来都是模拟电路构成的。本设计主要介绍了基于单片机的多路信号发生器构造及其原理。 本次设计的主要任务是产生低频的信号源，其产生的波形包括正弦波、三角波和方波，频率从1HZ到1MHZ可调变化，幅度从0V到3V可调变化。在本次设计中，主要利用单片机采用程序设计方法产生相应的波形，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过不同颜色的LED来区分不同的波形和通过LED数码管显示相应的频率数值，再通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来。系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及LED显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。设计正文分为前言、系统总体设计、系统硬件设计、系统软件设计和硬件电路制作及调试五大部分。其中第三、四、五章是本文的中心，它介绍了设计者的思路和系统原理和制作过程。 本次设计所得出的正弦波、三角波和方波失真度较小，波形平滑好看，在显示部分，频率的数值是由4位数码管来显示，波形类型的显示是由3个不同颜色的LED灯来显示，十分的直观且价格实在。 关键词：函数信号发生器 单片机 数码管 按键 D/A转换 目 录 TOC \o 1-3 \u 1 前言 1 1.1 选题背景 1 1.2 国内外研究现状 1 2 系统总体设计 3 2.1 设计任务 3 2.2 系统总体方案的确定 3 2.2.1 方案对比 3 2.2.2 系统功能分工 5 2.2.3 操作设计 5 3 系统硬件电路设计 6 3.1 系统硬件电路的总体框图及原理 6 3.2 主电路设计及原理 6 3.2.1 单片机电路模块 6 3.2.2 D/A转换电路模块 9 3.2.3 键盘电路模块 13 3.2.4 显示电路模块 13 4 系统软件设计 16 4.1 人机互换模块 16 4.1.1 显示子模块 16 4.1.2 键盘处理子模块 18 4.2 波形产生模块 18 5 硬件电路制作及调试 19 5.1 硬件单元电路制作 19 5.1.1 电路原理图及PCB板制作 19 5.1.2 硬件电路调试 20 5.2各模块软件调试 21 5.2.1 Keil uvision3环境介绍 21 5.2.2 软件调试 22 5.3 软硬件联调 23 5.4调试及测试仪器 25 6 总结 26 致谢 27 参考文献 28 英文摘要 29 附录1：各波形在各频率下的波形图 附录2：系统完整程序 PAGE \* MERGEFORMAT 30 1绪论 1.1 选题背景及意义 ?? 信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如方波、锯齿波、三角波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学领域内，函数信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。信号源是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在电子试验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。 1.2单片机概述 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机具有集成度高、系统结构简单、使用方便、实现模块化、可靠性高、处理功能强、速度快等特点，因为被广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 1.3信号发生器分类 信号发生器是指产生所需