《单片机课程设计（论文）-基于AT89C51的函数信号发生器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计（论文）-基于AT89C51的函数信号发生器设计（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基于 AT89C51 的函数信号发生器设计设计团队： 指导老师： 2011-11-13 2目录1、概述 .32、技术性能指标 .32.1、设计内容及技术要求 .33、方案的选择 .33.1、方案一 .43.2、方案二 .63.3、方案三 .64、单元电路设计 .64.1、正弦波产生电路 .64.2、方波产生电路 .84.3、矩形波产生锯齿波电路 .95、总电路图 .106、波形仿 真结果 .106.1 正弦波仿真结果 .106.2 矩形波仿真结果 .116.3 锯齿波仿真结果 .127、 PCB 版制作与调试 .138、元件清单 .14结 论 .15总结与体会 .15参 考 文 献 .16函
2、数信号发生器 31、 概述信 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 ， 如三 角 波 、 锯 齿 波 、 矩 形 波 （ 含 方 波 ） 、 正 弦 波 的 电 路 被 称 为 函 数 信 号 发 生 器 。函 数 信 号 发 生 器 在 电 路 实 验 和 设 备 检 测 中 具 有 十 分 广 泛 的 用 途 。 例 如 在 通 信 、广 播 、 电 视 系 统 中 ， 都 需 要 射
3、 频 （ 高 频 ） 发 射 ， 这 里 的 射 频 波 就 是 载 波 ， 把 音频 （ 低 频 ） 、 视 频 信 号 或 脉 冲 信 号 运 载 出 去 ， 就 需 要 能 够 产 生 高 频 的 振 荡 器 。在 工 业 、 农 业 、 生 物 医 学 等 领 域 内 ， 如 高 频 感 应 加 热 、 熔 炼 、 淬 火 、 超 声 诊 断 、核 磁 共 振 成 像 等 ， 都 需 要 功 率 或 大 或 小 、 频 率 或 高 或 低 的 振 荡 器 。2、技术性能指标2.1、设计内容及技术要求：设 计 并 制 作 一 个 信 号 发 生 器 ， 具 体 要 求 如 下 ：1、 能
4、 够 输 出 正 弦 波 、 方 波 、 三 角 波 ；2、 输 出 信 号 频 率 范 围 为 10Hz10KHz；3、 输 出 信 号 幅 值 ： 正 弦 波 3V， 矩 形 波 10V， 锯 齿 波 4V；4、 输 出 矩 形 波 占 空 比 50%-95%可 调 ， 矩 形 波 斜 率 可 调 。5、 信 号 发 生 器 用 220V/50Hz 的 工 频 交 流 电 供 电 ；6、 电 源 ： 220V/50Hz 的 工 频 交 流 电 供 电 。按 照 以 上 技 术 完 成 要 求 设 计 出 电 路 ， 绘 制 电 路 图 ， 对 设 计 的 电 路 用Multisim 进 行
5、 必 要 的 仿 真 ， 用 PCB 软 件 进 行 制 板 、 焊 接 ， 然 后 对 制 作 的 电路 完 成 调 试 ， 撰 写 设 计 报 告 测 ， 通 过 答 辩3、方案的选择根 据 实 验 任 务 的 要 求 ， 对 信 号 产 生 部 分 可 采 用 多 种 方 案 ： 如 模 拟 电 路 实 现方 案 ， 数 字 电 路 实 现 方 案 ， 模 数 结 合 实 现 方 案 等 。 鉴 于 波 形 信 号 的 产 生 和 模 拟联 系 紧 密 ， 我 们 用 模 拟 电 路 实 现 方 案 。 模 拟 电 路 的 实 现 方 案 就 是 指 全 部 采 用 模拟 电 路 的 方
6、 式 ， 以 实 现 信 号 产 生 电 路 的 所 有 功 能 。 就 此 方 案 ， 也 有 几 种 电 路 方式 。 43.1、方案一图 1 方波和正弦波产生电路用 方 波 和 三 角 波 产 生 电 路 输 出 方 波 和 三 角 波 1， 再 通 过 三 角 波 正弦 波 转 换 器 产 生 正 弦 波 。 方波和三角波发生器的工作原理：A1 构成迟滞比较器同相端电位 Vp 由 VO1 和 VO2 决定。利用叠加定理可得：当 Vp0 时，A1 输出为正，即 VO1 = +Vz；当 Vp0 时，A1 输出为负即 VO1 =-Vz。A2 构成反相积分器VO1 为负时，VO2 向正向变化，
7、 VO1 为正时，VO2 向负向变化。假设电源接通时 VO1=-Vz，线性增加。当： 时，可得：当 VO2 上升到使 Vp 略高于 0V 时，A1 的输出翻转到 VO1=+Vz。同样： 时 R1R2R3 W0K01K0.2FCPV01V02VZDZV50A1A2N2120121 VRVRVP ZVRV21020)()(21212 ZZP RZVR2102 5当 VO2 下降到使 Vp 略低于 0 时，VO1 =-Vz 。这样不断的重复，就可以得到方波 VO1 和三角波 VO2。其输出波形如图 2-6 所示。输出方波的幅值由稳压管 DZ 决定，被限制在稳压值Vz 之间。电路的振荡频率： 方波幅值： = 三角波幅值： =
