《基于单片机和MAX038的函数信号发生器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机和MAX038的函数信号发生器（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计毕业设计 论文论文 题题 目目基于单片机和基于单片机和 MAX038MAX038 的函数信号发生器的函数信号发生器 设计 论文 任务书设计 论文 任务书 一 任务一 任务 设计一款基于单片机和 MAX038 的函数信号发生器 二 目的二 目的 1 在学习完单片机和电子测量及相关课程的基础上 进一步加深和巩固所 学的知识 培养和提高学生查找资料 整理资料的能力 2 通过硬件设计 软件编写 使学生掌握用单片机组成应用系统的方法 提高硬件设计 制作 焊接 软件编写 调试的能力 3 通过本次设计巩固单片机的接口 定时 中断等基本知识 掌握外围芯 片的基本知识 4 熟练掌握用 Protel 99
2、 绘制电路图及 PCB 板的制作 三 要求三 要求 1 设计要求完成的基本功能 能精密地产生三角波 方波 正弦波信号三种波 形 占空比和频率均可单独调节等功能 2 技术参数要求 1 频率范围 0 1Hz 20MHz 2 各种波形的输出幅度 2V 3 波形失真小 正弦波失真度小于 0 75 占空比调节时非线性度低于 2 4 工作温度范围低于 70 3 设备要求 计算机 MCS 51 单片机仿真开发系统 常用集成电路芯片 三 极管 按键和 LED 数码管 4 设计说明书要求包括 目录 标题 概述 方案总体设计 硬件 软件 框图 单元电路和单元软件程序 电路总图 硬件实物及软件清单 系统 调试说明
3、设计总结及改进意见 参考文献等 5 论文字数 2 万 3 万字内 6 论文格式严格按照学校规定的论文格式编排 四 附件四 附件 1 系统电路原理图 2 列出完整元器件清单 3 印刷电路板图 4 完整的程序清单 五 进度安排五 进度安排 1 2010 年 12 月 20 日 2011 年 1 月 10 日 要求理解毕业设计任务书 查 阅相关资料 完成开题报告 完成中英文资料翻译 2 2 月 16 日 4 月 6 日 要求根据所查阅的资料 完成论文提纲 理解设计原理 进行程序设计 设计相关电路设计 调试 产品基本实现功能 3 4 月 7 日 4 月 12 日 完成完整的毕业设计初稿 4 4 月 1
4、3 日 5 月 3 日 完成完整的毕业设计论文终稿 一校 总体功能与思路 二校 功能细节 格式细节 5 5 月 4 日 5 月 17 日准备毕业设计论文答辩 6 5 月 18 日 5 月 29 日 进行毕业论文答辩 六 参考书目六 参考书目 1 黄智伟 电子竞赛培训教 M 电子工业出版社 2 何立民 单片机应用技术选编 M 北京航空航天出版社 3 江思敏 Protel 电路设计教程 M 清华大学出版社 4 康华光 电子技术基础 数字部分 M 高等教育出版社 5 陈明荧 8051 单片机课程设计实训教材 M 清华大学出版社 6 吴金戍 8051 单片机实践与应用 M 清华大学出版社 指导教师 指
5、导教师 李月华李月华 20102010 年年 1212 月月 1818 日日 南华大学本科生毕业设计 论文 开题报告南华大学本科生毕业设计 论文 开题报告 设计 论文 题目基 MAX053 和单片机的函数信号发生器设计 设计 论文 题目来源自选课题 设计 论文 题目类型 工程设计起止时间 2010 12 至 2011 6 一 设计 论文 依据及研究意义 采用 MAX038 的函数信号发生器的设计 可生成频率可调的正弦波 方波 以及三角波 系统由单片机控制模块 键盘 LCD 液晶显示 MAX038 波形产生 器 DAC 输出电路和末级放大电路构成 调制信号既可由外部的频率档粗调 也可以通过单片机
6、实现微调 单片机小系统负责用户的交互和系统控制 键盘 用于频率的输入与波形的选择 LCD 显示当前所选信号的频率调整情况 具 有界面提示功能 而末级放大电路则对生成的信号进行适当的放大 以提高 信号的振幅和强度 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 函数发生器是一种常用的信号源 广泛应用于电子电路 自动控制和科学 试验等领域 信号发生器是一种悠久的测量仪器 早在 20 年代电子设备刚出现时它就产 生了 随着通信和雷达技术的发展 40 年代出现了主要用于测试各种接收机的 标准信号发生器 使信号发
7、生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量 仪器 同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器 由于早期的信号发生器机械结构比较复杂 电路比较简单 但功耗比较大 因 此发展速度比较慢 直到 1964 年才出现第一台全晶体管的信号发生器 自 60 年代以来信号发生器有了迅速的发展 出现了函数发生器 这个时期的信号发 生器多采用模拟电子技术 由分立元件或模拟集成电路构成 其电路结构复杂 且仅能产生正弦波 方波 锯齿波和三角波等几种简单波形 由于模拟电路的 漂移较大 使其输出的波形的幅度稳定性差 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
8、波形则电路结构 非常复杂 自从 70 年代为处理器出现以后 利用微处理器 模数转换器和数 模转换器 硬件和软件使信号发生器的功能扩大 产生比较复杂的波形 这时 期的信号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 以得到各种简单的波形 软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低 这主要是由 CPU 的工作速度决定的 如果想提高频率可以改进软件程序减少其 执行周期时间或提高 CPU 的时钟周期 但这些办法是有限的 根本的办法还是 要改进硬件电路 随着现代电子 计算机和信号处理等技术的发展 极大地促 进了数字化技术在电子测量仪器中的应用 使原有的模拟信号处理逐步被数字 信
9、号处理所代替 从而扩充了仪器信号的处理能力 提高了信号测量的准确度 精度和变换速度 克服了模拟信号处理的诸多缺点 数字信号发生器随之发展 起来 信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具 它必然将向更高性能 更 高精确度 更高智能化方向发展 就像现在数字化信号发生器的崛起一样 但 作为一种仪器 我们必然要考虑其所用领域 也就是说要因地制宜 综合考虑 性价比 用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代 还会 比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验 因此完整的函数信 号发生器的设计具有非常重要的实践意义和广阔的应用前景 参考文献 参考文献 1 黄晓林 基于 MAX038 的单
10、片机多波调频信号产生器的设计 J 电子技术 2004 第 2 期 2 何立民 单片机应用技术选编 M 北京航空航天出版社 3 康华光 电子技术基础 模拟部分 M 高等教育出版社 4 康华光 电子技术基础 数字部分 M 高等教育出版社 5 陈明荧 8051 单片机课程设计实训教材 M 清华大学出版社 6 吴金戍 8051 单片机实践与应用 M 清华大学出版社 7 黄志伟 全国大学生电子竞赛培训教 M 电子工业出版社 二 设计 论文 主要研究的内容 预期目标 技术方案 路线 研究内容 研究内容 1 单片机控制模块的设计 2 MAX038 信号产生模块设计 3 LED 显示模块设计 4 占空比调节模
11、块设计 5 DAC 模块设计 6 电压放大模块设计 总体设计方案 总体设计方案 系统由单片机控制模块 MAX038 信号产生模块 LCD 显示模块 占空比调 节模块 DAC 模块 电压放大模块组成 系统总体框图如下图 1 所示 图 1 系统总体设计框图 单片机小系统由键盘 LCD 显示屏 和单片机 AT89C52 构成 负责用户的 交互和整个系统的控制 键盘用于对波形输出的选择和频率输出的调节 LCD 则显示当前输出的波形及频率的调节值 信号发生器的主振采用 MAX038 型高频精密函数信号发生器专用集成块 能 够产生准确的高频三角波 方波和正弦波 输出频率可以由内部的 2 5V 带隙 电压基
12、准及一个外部的电阻和电容器控制 频率范围 0 1Hz 20MHz 占空比变 化范围为 15 85 频率扫描范围为 1 350 正弦波失真低于 0 75 信号放大电路采用 MAX414 芯片 使输出信号的幅度能达到发挥部分的要求 在 5V 7V 之间 4 4 键盘 12864 显示 MAX038 波形发 生电路 A D 采样电 路 CD4051 频率选 择电路 A T 8 9 C 5 2 输出信号放大 电路 D A 转换电 路 电路 预期目标 预期目标 能精密地产生三角波 方波 正弦波信号三种波形 占空比和频率 均可单独调节等功能 三 设计 论文 的研究重点及难点 研究重点 1 MAX038 芯
13、片的外围电路设计 2 放大电路的设计 研究难点 1 频率的范围是 0 1HZ 20MHZ 2 要求正弦波形的失真度小于 0 75 占空比调节时非线性度低 于 2 3 软件程序的编写 四 设计 论文 研究方法及步骤 进度安排 第 1 2 进行单片机及其他所需芯片资料查询 第 3 4 理解电路设计原理 进行程序设计 第 5 7 周 进行相关电路的设计 调试 并实现基本功能 第 8 周 MAX038 和单片机的函数信号发生器设计论文的编写 第 9 11 周 对论文进行修改并完成终稿 第 12 13 周 准备毕业设计论文答辩 第 14 周 进行毕业设计论文答辩 五 进行设计 论文 所需条件 设备要求
14、计算机 MCS 51 单片机仿真开发系统 常用集成电路芯片 三极 管 按键和 LCD 液晶显示 六 指导教师意见 签名 2011 年 3 月 6 日 摘摘 要 要 本设计是基于信号发生芯片 MAX038 的多功能波形发生器 由 MAX038 D A 转换 A D 转换 MAX414运算放大器 LCD12864 显示 单片机以 及外围电路构成的多波形发生器 利用 MAX038 产生正弦波 三角波 锯齿波 方波的波形 单片机通过 D A 转换对 MAX038 的控制 从而实现频率和占空比的 步进调控 在 1Hz 20MHz 内产生任意正弦波 三角波 锯齿波和方波 采用 MAX414 和 TLC54
15、9 构成信号放大采样电路 用液晶模块 LCD12864 可实现实时显 示波形的类型 频率 幅度和占空比等功能 经多次测试 本设计整机具有波 形清晰 频率 相位和幅度相对稳定 没有明显的失真 采用键盘输入 LCD 显示 操作显示界面简单直观 实现按步进进行调整 关键词 关键词 单片机 MAX038 D A 转换 占空比 LCD12864 Abstract The design is based on the signals in the chip wave generator MAX038 This Multi wave generator is make up of MAX038 D A co
16、nversion MAX414 operational amplifiers LCD12864 SCM and the external circuit MAX038 is used to generate sine wave triangle wave sawtooth and square waveform SCM through D A conversion of the control MAX038 thus realizing the frequency and duty cycle step control in the range of 1 Hz 20MHz generate any sine wave the triangular wave sawtooth and square wave MAX414 and TLC549 are make up of signal amplification and sampling with LCD module LCD12864 can achieve real time display of the waveform type
