分類號編號華北水利水電學院NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower畢業設計題目簡易多功能函數信號發生器院、系信息工程系專業電子信息工程姓名學號指導教師2010年5月20日華北水利水電學院畢業設計1華北水利水電學院本科生畢業設計（論文）開題報告2010年月日學生姓名占丹學號200814706專業電子信息工程題目名稱簡易多功能函數信號發生器課題來源導師提供主要內容背景函數信號發生器是一種能能夠產生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數信號發生器。函數信號發生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。現在我們通過對函數信號發生器的原理以及構成設計一個能變換出三角波、正弦波、方波的簡易發生器。我們通過對電路的分析，參數的確定選擇出一種最適合本課題的方案。在達到課題要求的前提下保證最經濟、最方便、最優化的設計策略。按照設計的方案選擇具體的原件，焊接出具體的實物圖，并在實驗室對焊接好的實物圖進行調試，觀察效果并與課題要求的性能指標作對比。最后分析出現誤差的原因以及影響因素。課題的目的和意義通過本次設計掌握產品設計的流程，能靈活的使用S52單片機，并根據設計要求選擇合適的元器件，充分考慮了產品的成本，同時通過模塊框圖到電路圖再到仿真，充分理解了相關軟件，如proteus的使用，也對整個產品設計時的調試等必要的環節有了更深刻的體會。本次設計的意義在于通過選元件，連線焊接，調試檢測等過程，鍛煉自己的理論聯系實際的能力和實際操作能力，從而綜合性地鞏固所學的知識。這次設計使我們學會綜合的運用所學專業知識去分析、解決實際問題；較熟練地掌握了通過文獻檢索、資料查詢從而獲取新知識的方法；鞏固了計算機軟件、硬件或應用系統設計和開發的基本能力。系統的功能要求本次設計包含以下部分：LCD液晶顯示，電源部分，按鍵控制模塊，數模裝換模塊。同時在設計上采用智能化、人性化的思路，使該系統具有了良好的顯示效果和簡便的操作。華北水利水電學院畢業設計2設計思路如下：1在編程語言的選擇上，充分考慮了軟件編程的靈活性。所以本設計采用C語言作為編程語言。2在仿真工具的選擇上，采用Proteus仿真軟件。因為它實現了單片機仿真和分析電路仿真相結合，并支持主流單片機系統的仿真。本設計的總體目標是：在學習S52系列單片機的基礎上，設計出的按鍵控制波形種類和頻率的調節及相關功能部分的外圍電路，從而實現設計產品的目標功能。其中主要的外圍功能電路有：按鍵選擇部分；LCD顯示部分；數模轉換部分；波形幅度調節部分；和信號放大部分；電源部分等。通過對以上各功能的設計，制作出的信號發生器應具有以下功能：1、基于S52系列單片機的硬件設計；2、實現S52系列單片機液晶顯示的硬件設計；3、數模轉換、放大電路的設計；4、在未啟動時時，LCD不顯示，在啟動后，LCD顯示波形種類和頻率。5、最終達到以下功能輸出電壓正弦波Upp5V幅度連續可調；三角波Upp5V幅度連續可調；方波Upp5V幅度連續可調本設計的主要設計思路如下：先要根據所要實現的目標和已有的的硬件條件完成理論論證，而后根據需要編寫程序，最后設計出原理圖和生成仿真圖，并用萬能板實現理論功能（焊接），再結合軟件檢測系統，并進行調節。總體設計軟硬件結構圖硬件原路圖華北水利水電學院畢業設計3軟件流程圖開始初始化調用顯示子程序調按鍵掃描子程序是否有按鍵按下N判斷功能數字鍵波形功能鍵調顯示數字子程序調波形顯示子程序Y程序總體流程圖鍵盤掃描流程圖采取的主要技術路線或方法總體設計采用的方法：1.硬件設計（1）畫硬件流程框圖，顯示各個小模塊的功能（2）考慮各種因素選擇元器件華北水利水電學院畢業設計4（3）畫出硬件原理圖2.軟件設計（1）畫流程圖，確定程序的執行方案。（2）編程語言選用C語言。（3）程序的編寫上，采用模塊化的設計方法，使它具有易讀、易改的特性。（4）仿真工具使用Proteus和Keil聯調仿真軟件。3.焊接、調試預期的成果及形式通過設計能更深地了解硬件設計的基本流程和基本方法，能熟練地運用主要的設計工具Proteus和Keil等，完成原理圖等各個步驟的設計。根據原理圖焊接出實物電路板。形式有：實物電路板、設計論文、電路圖時間安排第12周：查閱文獻，了解掌握吸納，構思發生器的基本工作原理，熟悉相關的編程語言以及需求分析。第24周：做有關設計的前期工作，對該系統進行總體框架設計。第47周：在該系統的框架下進行編碼，實現預期的功能，然后進行焊接電路板。第710周：系統整體設計。第1012周：畢業論文的撰寫，修改、整理出設計正稿。指導教師意見簽名：年月日備注華北水利水電學院畢業設計5摘要函數信號發生器是一種常用的信號源，廣泛地應用于電子電路、自動控制系統和教學實驗等領域。且特殊波形發生器的價格昂貴。目前使用的信號發生器大部分是函數信號發生器，它具有價格低、性能高和在低頻范圍內穩定性好、操作方便、體積小、耗電少等特點。本設計發生器采用AT89S52單片機作為控制核心，外圍采用模擬/數字轉換電路（DAC0832）、運放電路（LM324）、按鍵和LCD液晶顯示電路等。設計采用AT89S52單片機和一片DAC0832數模轉換器以及一些外圍電路組成低頻信號發生器。此發生器能產生從10100HZ，2002000HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等信號。輸出波形的頻率和種類可用程序控制改變。在單片機上加外圍按鍵，通過按鍵控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用了LCD顯示頻率大小和波形種類。在單片機的輸出端口接DAC0832進行D/A轉換，再通過運算放大器進行波形幅度調整，最后輸出波形接在示波器上顯示。本設計根據要求主要研究了軟件編程實現波形和頻率的可調。外圍電路實現數模轉換和信號波形放大。由于采用了LM324運算放大器和穩壓電路，使其電路更加具有較高的穩定性能，性能比高。此電路清晰，出現故障容易查找錯誤，操作簡單、方便。具有典型性。關鍵詞：函數信號發生器；單片機；DAC0832；AT89S52華北水利水電學院畢業設計6AbstractSignalgeneratorisacommonsignalsource,widelyusedinelectroniccircuits,automaticcontrolsystems,andteachingexperimentsandotherfields.waveformgeneratorandaspecialpriceofexpensive.Currentlyusedmostlyfunctionsignalgeneratorsignalgenerator。ithaslowcost,highperformanceandgoodstabilityatlowfrequencywithintherange,easyoperation,smallsize,powerconsumptionandsoon.ThedesigngeneratorusingAT89S52microcontrollerasthecontrol,externalanalog/digitalconversioncircuit(DAC0832),operationalamplifierscircuit(LM324),buttonsandLCDliquidcrystaldisplaycircuit.，etc.DesignusingAT89S52microcontrollerandaDAC0832DACaswellassomeperipheralcircuitalowperiodofwave.Thegeneratorcanproducefromthe10-100HZ,200-2000HZ,low-distortionsinewave,trianglewave,squarewavesignal,etc.theperiodofwavecanbecontrolledbyprocedure,atoutercirclesparepartofthemachine,plusindependencetypekeyboard,whichcancontrolwaveincreaseordecreaseofform-frequencyandthechoiceofwave-form,atthesametimeLEDdisplayfrequencysize.TheoutputofthemachineconnectDAC0832tocarryonaDAconversion，againpassoperationamplifiertoputanendexportationwave-form.Themajordesignrequiredstudyasoftwareprogrammingwaveformandfrequencyadjustable.Externaldigital-analogconversioncircuitandsignalwaveformstoenlarge.BecauseusetheLM324operationalamplifierand