波形发生器报告

通信工程学院实训报告实训名称波形发生器的设计专业班级学生姓名学号实习地点信息楼b101指导教师实习起止时间：2016年10月9日至2016年11月4日目录1.项目目的与意义及所承担工作....................................................................................................12.研究背景、现状及应用前景....................................................................................................12.1项目的研究背景................................................................................................................13.项目原理的简述..........................................................................................................................14.方案分析与总体设计..................................................................................................................25.各功能模块实现原理与实现......................................................................................................35.1控制模块.............................................................................................................................35.2按键模块.............................................................................................................................35.3液晶显示模块.....................................................................................................................35.4DAC模块...........................................................................................................................35.5软件设计.............................................................................................................................46.测试结果与分析............................................................................................................................56.1三角波仿真结果................................................................................................................56.2正弦波仿真结果.................................................................................................................56.3方波波仿真结果.................................................................................................................56.4锯齿波波仿真结果.............................................................................................................67.实训中遇到的问题与解决途径及方法......................................................................................78.总结与展望..................................................................................................................................79.参考文献......................................................................................................................................7附录1...............................................................................................................................................8电路原理图.......................................................................................................................................8附录二..............................................................................................................................................8PCB板图..........................................................................................................................................8附录3...............................................................................................................................................9实物调试结果图...............................................................................................................................911.项目目的与意义及所承担工作随着电子技术的不断发展，波形发生器已被广泛运用于各类电子设备、仪器仪表的测试、校准和故障检修等。通过本项目的实训，结合软硬件的设计与调试，可以掌握单片机控制、DAC设计等方面内容，综合有效地提高解决实际问题的能力。我在小组里面所承担的工作主要是电路板的设计及绘制，软件的仿真实验，还有硬件电路面包板的搭建及调试运行。所应用到的软件是keil和proteus。2.研究背景、现状及应用前景2.1项目的研究背景波形发生器是一种广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。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，函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。所以本设计使用的是DAC0832芯片构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。3.项目原理的简述利用单片机产生正弦波、三角波、锯齿波、方波的波形，单片机通过D\A转换对单片机的控制，从而实现频率和占空比的步进调控，在频率范围内产生任意正弦波、三角波、锯齿波和方波。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。本设计的指标要求是：（1）能产生三角波、方波和正弦波三种波形。（2）要求输出波形频率在100Hz到20KHz之间，频率范围0.01Hz~10k可调，频率分辨率达10Hz；（3）输出波形峰峰值0~5V可调，步进0.1V。软件包括KEIL开发环境、AltiumDesigner用于PCB设计；硬件包括必要的测量仪器、焊接与调试实验场地、制作PCB或用万能板搭接电路。24.方案分析与总体设计系统的原理框图如图1。单片机控制按键控制液晶显示DA输出波形DAC幅度调节图1系统原理图图1本系统由单片机、按键控制、DAC数模转换和液晶显示等模块组成。单片机在波形产生程序的控制下，生成波形样值编码，经过D/A转换芯片DAC0832，将生成的波形编码值，转换成模拟量输出。单片机通过按键调节数字编码，不同的编码会产生不同的输出值，这些值作为PCF8591的参考电压，使输出波形信号时，其幅度是可调的。图2为系统的硬件仿真图。图235.各功能模块实现原理与实现5.1控制模块用单片AT89C52作为系统的主控核心。单片机具有体积小，使用灵活的，易于人机对话和良好的数据处理，有较强的指令寻址和运算功能等优点。且单片机功耗低，价格低廉的优点。5.2按键模块按键采用传统的独立式按键。5.3液晶显示模块采用RT-1602C来当显示模块。表.1LCD的引脚说明引脚编号引脚符号引脚说明引脚编号引脚符号引脚说明1VSS电源极9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VEE对比度调整11D4数据4RS数据/命令12D5数据5RW读/写13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLB背光源负极5.4DAC模块软件采用DAC0832模块。主要参数有：分辨率为8位；电流稳定时间1us；可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；只需在满量程下调整其线性度；单一电源供电（+5V～+15V）；低功耗，20mWDAC0832的结构为：D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出