《应用电子毕业设计论文信号发生器的设计显示部分》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用电子毕业设计论文信号发生器的设计显示部分（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子信息工程系毕业论文江阴职业技术学院毕业论文课题： 信号发生器的设计 专题： 显示部分 专 业 电子信息工程系 学生姓名 班 级 09应电一班 学 号 指导教师 完成日期 2011/12/17 摘 要设计了一种全量程交直流无档幅度显示，该表不仅实现了交流直流的自动换档，而且可完成全量程的自动转换。该表在01000V测量范围内都保证了较高精度。该数字电压表由自动量程转换电路、有效值转换电路、A/D转换电路、数码显示部分电路组成。自动量程转换电路由平均值电路将输入的被测电压转换输入到档位判别电路的三路比较器中形成译码电路的控制信号，译码电路在控制电子四选一开关实现自动换档；有效值转换电路采用有效
2、值转换单片集成电路，该芯片可直接计算出任何含有直流和交流成分的复杂输入信号有效值；A/D转换电路用MC14433，该芯片具有自动校零和自动极性转换功能；显示部分电路由MC1413七路达林顿驱动器列阵、CD4511BCD七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。AbstractDesign afullrangeof AC and DCvoltagewithoutfiletable,the tablenot only to achieve theAC to DCsautomatic transmission,and cancomplete thefullrang
3、eofautomatic conversion.The tablein themeasurementrange of0 1000Vareguaranteeda high accuracy.Thedigital voltmeterby theautomaticrange switchingcircuit,RMSconversion circuit, A / Dconverter circuit,digital displaypart of the circuitcomponents.Automatic range switchingcircuittothe inputcircuitby thea
4、verage ofthe measuredvoltage conversioncircuit isinput to thestallsdistinguishthe formation ofthree-waycomparator controlsignaldecoding circuit,decoding circuitin the controlof electronicfourselectedanautomaticswitchgear;RMS conversioncircuitRMSconvertermonolithicAD536A,the chipcan be directlycalcul
5、atedwithDC and ACcomponents ofanycomplexinput signal RMS; A / Dconverter circuitwithMC14433,the chip hasautomatic zeroand automatic poleofconversion;showspart of the circuitby theMC1413sevenLu DalinDaytondrive array, CD4511BCDseven segmentlatch-decoder-drive,power supplyMC1403bandgap referenceand co
6、mmoncathodeLED lightdigitaltube.目 录摘 要IAbstractI目 录II第一章 绪论11.1选题背景及意义11.2本课题的研究现状11.3选题目的及意义2第二章 总体方案32.1显示电路分析32.2设计思路32.3设计方案32.4方案比较5第三章硬件设置63.1信号发生器的基本知识63.2幅度显示部分73.2.1显示原理73.2.2幅度显示元器件介绍73.2.3工作过程143.3 频率显示部分15第四章 安装与调试164.1样机的装接与调试164.2设计的技术指标184.3多功能板的安装与调试214.4 PCB板的制作26结论32致 谢33参考资料34附录35
7、- I -第一章 绪论1.1选题背景及意义 函数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。在通信、广播、 电视系统，在工业、农业、生物医学等领域内，函数信号发生器在实验和设备检 测中具有十分广泛的用途。1.2本课题的研究现状 函数发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪 及其它自动测试设备的组成部分。 函数发生器的关键技术是多种高性能仪器的支 撑技术，因
8、为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。美国安捷伦生产的 33250A型函数/任意波形发生器可以产生稳定、精确和低失真的任意波形，其输出频率范围为 1Hz80MHz，而输出幅度为 10mVpp10Vpp；该公司生产的 8648D 射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达 9kHz4GHz。国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围 为 1Hz60MHz；国产 S1000 型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新 器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用 DDS 和锁相技术，
9、使频率范围从 1MHz1024MHz 能精确地分辨到 100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是 一台高精度的标准信号发生器。还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是函数发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。 目前，市场上的信号发生器多种多样，一般按频带分为以下几种： 超高频：频率范围 1MHz 以上，可达几十兆赫兹。 高频：几百 KHZ 到几 MHZ。 低频：频率范围为几十 HZ 到几百 KHZ。 超低频：频率范围为零点几赫兹到几百赫兹。超高频信号发生器，产生波形一般用 LC 振荡电路。 高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏
10、桥振荡电路，即 RC 振荡电路， 通过改变电容和电阻值，改变频率。 用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种，即正弦波和脉冲 波，其零点不可调，而且价格也比较贵，一般在几百元左右。在实际应用中，超 低频波和高频波一般是不用的，一般用中频，即几十 HZ 到几十 KHZ。用单片机 89S52,加上一片 DAC0832,就可以做成一个简单的信号发生器，其频率受单片机 运行的程序的控制。再在 DAC0808 输出端加上一些电压变换电路，就完成了一个 频率、幅值、零点均可调的多功能信号发生器的设计。这样的机器体积小，价格 便宜，耗电少，频率适中，便于携带。1.3选题目的及意义函数发生器是一种经
11、常使用的设备， 由纯粹物理器件构成的传统的设计方法 存在许多弊端，如：体积较大、重量较沉、移动不够方便、信号失真较大、波形 种类过于单一、波形形状调节过于死板，无法满足用户对精度便携性、稳定性 等的要求,研究设计出一种具有频率稳定、准确、波形质量好、输出频率范围宽、 便携性好等特点的波形发生器具有较好的市场前景， 以满足军事和民用领域对信号源的要求。本设计可以作为简单的函数发生器使用。本次设计准备在成本交低廉的前提下完成，使用的都是该学习机上器件，主要性能指数都不是很高，所以对此信号源的基本要求 是能发生几种常见的波形，正弦波，方波，三角波，锯齿波，并且能够在一定的范围内改变频率。通过该课题的
12、设计掌握以 AT89C52 为核心的单片机系统的软硬件开发过程和基本信号的产生原理、测量及误差分析方法，同时掌握函数发生器系统的设计流程；培养我们综合运用所学的基本知识、基本理论和基本技能的能力，学习解决一般工程技术和有关专业问题的能力，学习工程设计和科学研究的基本方法，完成对所学知识的综合训练。第二章 总体方案2.1显示电路分析通过对显示部分的分析，可以把显示部分分为两个部分，一个是频率显示还有一个是幅度的显示也就是电压的显示。频率显示是由测频传输过来的经过移位寄存器74LS164从而在数码管上显示出频率的多少！不同范围的频率都是可以区别出来的！频率分MHZ,KHZ,HZ这几个都是可以通过L
13、ED灯显示出来的。幅度显示它是直接从电源部分来的，不经过测频部分，所以我们要给它进行特殊的处理，我们就用ICL7107进行A/D转换，使它能再LED上显示电压。2.2设计思路由于频率显示于测频相关，而且频率显示方法就只有用液晶屏显示，所以不建议修改，而幅度显示的修改方法有很多！不仅仅可以用单片机完成，也可以由不同的芯片达到要求，所以本设计就采用了最简单的设计方法，频率显示部分不做修改，改的只是幅度显示部分2.3设计方案 方案一、基于MC14433的数字电压表方案一基于MC14433的数字电压表方案一：该方案大致分为五个模块，分别为基准电压模块；A/D转换模块；字形译码驱动模块；显示电路模块；字
14、位驱动模块。由上图可以清楚地看出，交流电流经过AC/DC转换成直流，经过电阻分压集稳压放大后进入双积分转换器MC14433测量，再通过CD4511译码器经过A/D转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。方案二、基于INC 7107数字电压表方案二，基于INC 7107数字电压表方案二：该方案将直流电压和交流电压转换电路直接同芯片INC7107连接组成，INC7107将转换后的数据显示在LED显示数码管上。INC7017为CMOS3 1/2为单片双积分式A/D转换器，集模拟部分的缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关，以及数字部分的振荡器、计数器、锁存器、译码器、驱动器、控制器
15、和逻辑电路于一身的芯片。使用时只需少量电阻、电容等器件即可完成模拟量到数字量的转换。方案三、基于AT89C52的数字电压表方案三、基于AT89C52的数字电压表方案三：该方案采用12M晶振产生脉冲做AT89C52的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号。利用中断设置单片机的P2.4口取反产生脉冲做AT89C52的时钟信号。单片机软件设置ADC0808开始A/D转换并将转换结果存到片内RAM。系统调出显示子程序，将保存结果转化为0.005.00V分别保存在片内RAM；系统调出显示子程序，将转化后数据查表，输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。2.4方案比较方案一：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量
