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1、基于MultisimIO波形发牛器电路设辻中文摘要及关键词1英文摘要及关键词2引言2一、波形发生器电路设计要求31.1设计要求31.2设计指标31.3设计功能41.4电路的框架4二、555数字芯片电路简介42.1 555数字芯片功能及特征42.2 555数字芯片发展及应用5三、整机电路组装53.1创作电路图步骤53.2整机电路图63.3电路工作原理6四、电路Multisim10仿真分析74.1 Multisim起源及发展74.2 Multisim功能及应用74.3电路的调试84.4 Multisim10 仿真结果 8结语11致谢12参考文献13 个人简介14论文要求设计一种电路能产生特定波形，
2、具体利用脉冲数字电路原理设计 波形发生器电路。电路的核心器件是 555数字芯片，它可以通过与电阻、电容的 特殊连接形成多弦振荡器就是波形发生电路。在安装电路与调试前，用数字万用表对电路单元器件进行检测确保各单元器件选用无误，然后完成安装和调试。 MultisimIO它是一款功能强大的科学设计电路与智能仿真软件。MultisimIO它在电子工业和科研院所领域有着广泛的应用，运用此软件对电路进行仿真，得出 设计要求波形。关键词：555数字芯片；MultisimIO;多弦振荡器;AbstractThe thesis requirement is to design a circuit to prod
3、uce a specific waveform, the specific circuit design using digital pulse waveform generator circuit. Heart of the circuit devices are 555 digital chips, it can be with resistors, capacitors, forming a special connection string oscillator is multi-circuit waveform. Before the installation and debuggi
4、ng of the circuit, the circuit with a digital multimeter for testing single comp onents to en sure the correct use of each sin gle comp onent, and the n complete the installation and commissioning. Multisim10 It is a powerful and intelligent scientific design circuit simulation software. It Multisim
5、10 and research institutes in the field of electronic industry has a wide range of applications, the use of this software for circuit simulati on, desig n requireme nts derived waveform.Kevwords：555digital chip。 Multisim10。 morestringoscillator函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路， 波形发生器就是其中一种。当调节外部电路参数时，
6、还可以获得占空比可调的 矩形波和锯齿波。因此广泛用于仪器仪表中。本次设计采用555数字芯片与电阻电容所组成的函数发生电路，也可产生方波、三角波和正弦波。对于高精度的复杂波形发生电路，其稳定性问题在系统可靠性中占有很重要 的地位。由于制造工艺和使用条件等原因，任何波形发生电路都不可避免地会受 到随机扰动因素的影响。在设计电路中的555数字芯片与各元器件参数和其标称值之间也存在随机误差，还有元器件选用不当以至使函数发生器电路无法正 常产生波形。为尽可能地消除这种现象，在电子电路的设计过程中应进行各元器件参数分 析，以便在设计阶段采取措施加以纠正。而Multisim 10就可以完成这项工作，完全可以
7、在电子电路设计中对设计电路进行全面、系统、精确地分析更重要的是 它可以对电路进行精确仿真。将Multisim 10中器件分析技术和方法应用于函数发生器仿真分析中，既解决了建立电路模型的困难，又免去了复杂数学计算及大量的数据处理，可很好地实现电路性能和波形产生设计分析，使函数发生器的设计达到高质量、高可靠性的 同时,还有效地降低成本，缩短了开发周期。基于 Multisim 10的器件分析仿真方 法与其他的分析方法相比，其具有更简便、快速和有效的优势。一、波形发生器电路设计要求1.1设计要求用小规模555数字集成芯片设计一种波形发生器，要求能实现正弦波等多 种波形的输出，并且输出波形符合论文设计要
8、求，设计只给出正弦波的仿真图。1.2设计指标技术指标：1、输出波形工作频率范围可达1KHz且幅值连续可调。2、可以输出方波和三角波以及正弦波。1.3设计功能主要功能：用中小规模集成芯片设计制作产生正弦波等多种波形信号输出的波 形发生器。基本知识：数子电子技术、模拟电子技术、555数字芯片原理及功能、电子设计自动化软件 MultisimIO。1.4电路图框架根据论文设计技术指标的要求，本电路主要由电源指示灯、多谐振荡器、 方波输出电路、三角波输出电路、正弦波输出电路等几部分组成。图1多种波形发生器方框图Figure IBIock diagram ofa variety of waveformsg
9、enerator二、555数字芯片电路简介2.1 555数字芯片功能及特征555数字芯片是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地 构成施密特触、发器单稳态触发器和多弦振荡器。自从Sig netics 公司于1972年推出这种产品以后，国际上各主要的电子器件公司也相继的生产了各自的555定时器产品。尽管产品型号繁多，但所有双极性产品型号最后的3位数码都是555,所有CMO产品型号最后的四位都是 7555。而且它们的功能和外部引脚的 排列完全相同。555数字芯片成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容、 就能够成多谐振荡器，从而可形成 RC积分电路来分别实现方波、三角波和正弦 波的
10、输出。555数字芯片还可以构成单稳太触发器、和施密特触发器等脉冲产 生与变换电路。2.2 555数字芯片发展及应用555数字芯片电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、 调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳 和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于 它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555数字芯片内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体随着电子技术
11、的发展，集成电路芯片在电子设备中的使用越来越广泛，集成 电路芯片已经成为现代电子设备中大量使用的电子元器件，由于使用灵活、方 便，所以555数字芯片在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩 具等许多领域中都得到了应用正应为如此，本次设计就是运用555数字芯片与电阻、电容链接而成的函数发生电路。三、整机电路组装3.1创作电路图步骤第一步：把电路图中所需的元器件的参数算出来；第二部：在MultisimIO选出元器件；第三步：把所选的元器件修改成设计要求参数；第四步：合理布局各器件摆放位置，使其美观；第五步：把摆放好的元器件，用导线连接起来；第六步：检查导线连接是否有误；第七步：按电路图将电
12、源线、接地线、波形输出线接好；3.2整机电路图XSClXSC2XSC3w妙丫图2整机电路图Machinediagramin Figure 23.3电路工作原理如图2电路可同时产生方波、三角波、正弦波并输出，该函数信号发生器电路简单、成本低廉、调整方便。555定时器接成多谐振荡器工作形式，C4为定时电容，C4的充电回路是 R7R4R8C4; C4的放电回路是 CgR8R4 555 的7脚(放电管)。由于R8+R4R7,所以充电时间常数与放电时间常数近似相 等，由555的Out脚输出的是近似对称方波。按图所示元件参数，其频率为 1KHZ左右，调节电位器R8可改变振荡器的频率。方波信号经R2 C3积
13、分网络后，输出三角波。三角波再经 R1、C1积分网络，输出近似的正弦波。C9是电 源滤波电容。发光二极管 VD用作电源。四、电路Multisim 10仿真分析4.1 Multisim起源及发展Multisim 起源于20世纪80年代的电子仿真软件EWB( Electronics Workbench ) 早期的EWB5. 0是一款界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学 易用的ED鍬件，随后IIT公司对EW软件进行较大变动，于2001年推出系列化EDA 软件 Multisim 2001、Ultiboard2001 和 Commsim2001。其中 Multisim 2001 保留了 EWB软件
14、界面直观、操作方便、易学易用的特点，增强了软件的仿真测试和分析功能。2003年8月IIT公司又对Multisim2001进行了较大的改进,升级为 Multisim7。2005年，美国国家仪器公司 (National Instrument,简称 Nl)收购了 IIT公司。在 2007年，推出了 Multisim l0 版本。4.2 Multisim功能及应用到2l世纪初，加拿大图像交互技术公司公司(简称 IIT )在保留原版的基础上，增加 EW更多的功能，并更名为 Multisim，也就是 Multisim 2001版本。“ Multi ”为“多”的意思，“ SIM ”是。sirnJar”的缩写
15、，意为模拟，所以Multisim可理解为多功能虚拟仿真。在原有基础上更新或改进了某些功能，具 有以下特点：操作界面简洁、友好，用户点击鼠标就可以完成元件的选择、拖 动、连线以及查看仿真结果；提供丰富的元件，新增51系列单片机芯片，可基本满足用户需求，如没有用户想要的元件，可利用 VHDL、Verilog HDL或 SPICE进行扩展新元件；增加了部分 3D实物元件和面包板，便于教案使用，给 学生更直观的感觉；具有全面的分析工具和虚拟器件，功能强大是其他ED/软件所不能比拟的；支持模拟、数字、模拟/数字混合电路与单片机、可编程逻辑器件的仿真突破了原先版本的局限性；与 Labview结合，使用户可以根据自己的 需求制造虚拟仪器，而且所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件 电路上，所有硬件电路产生的结果都可以输入到计算机中进行处理和分析。4.3电路的调试（1）把连接好的电路图检查一遍，看是否有连线错误。（2）把正弦波输出线接在示波器上看是否有波形输出。若无波形输出，检 测555芯片是否参数正确。（3） 如果示波器仍然没有波形的输出，调节RP改变频率看是否有波形输 出。（4） 当有波形输出时，调节电位器改变555输出频率，看是否能达到指
