基于单片机的正弦波信号发生器的设计

毕业设计论文题目：基于单片机的正弦波信号发生器的设计系部：电子信息工程系专业名称：电子信息工程技术班级：08431学号：33姓名：顾伟国指导教师：郑莹完成时间：2011年5月12日南京交通职业技术学院2基于单片机的正弦波信号发生器的设计摘要：信号发生器的应用越来越广，对信号发生器的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出信号的频率微调分辨率提出越来越高的要求，普通的频率源已经不能满足现代电子技术的高标准要求。因而本设计采用了AT89C51单片机为控制核心，通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产生1HZ—180HZ的正弦波波形。通过键盘来控制波形频率变化，并通过液晶屏1602显示其波形以及频率和幅度值的大小。关键字：信号发生器；AT89C51；D/A转换器DAC0832BasedonSCMsinewavesignalgeneratordesignAbstract:Signalgeneratorusedmoreandmorewidely,tosignalgeneratorfrequencystability,thespectrumpurity,frequencyrangeandoutputsignalfrequencyfine-tuneresolutionhigherandhigherdemandsareproposed,theaveragefrequencysourcecannothavesatisfiedthehighstandardrequirementofmodernelectronictechnology.SothisdesignUSESAAT89C51ascontrolcore,throughtheD/AconverterDAC0832convertsdigitalsignalsintoanalogsignals,filterandamplification,finallyshownbyoscilloscope1HZ-180HZ,canproducethesinewave.Throughthekeyboardtocontrolthewaveformfrequencyvariation,andthroughtheLCDdisplayofthewaveformand1602frequencyandamplitudevaluesofsize.Keyword:Signalgenerator;AT89C51;D/AconverterDAC0832南京交通职业技术学院3目录1、概述.............................................................................................................................................12、系统设计.....................................................................................................................................12.1设计构思.............................................................................................................................12.2方案设计与论证.................................................................................................................12.2.1信号发生电路方案论证.........................................................................................12.2.2单片机的选择论证.................................................................................................22.2.3、显示方案论证.......................................................................................................22.2.4、键盘方案论证.....................................................................................................23、总体系统设计...........................................................................................................................23.1、硬件实现及单元电路设计..............................................................................................33.1.1单片机最小系统的设计.........................................................................................33.1.2、波形产生模块的设计...........................................................................................43.1.3、显示模块的设计...................................................................................................43.2、系统软件的设计流程......................................................................................................53.2.1、keiluvision3开发环境简介.................................................................................63.2.2、proteus7.5软件简介.............................................................................................73.2.3、keiluvision3与proteus7.5联机调试简介..........................................................74.输出波形的检查与频率的调试....................................................................................................74.1测试仪器及测试说明........................................................................................................74.2测试结果............................................................................................................................85、结束语.........................................................................................................................................9参考文献.........................................................................................................................................10致谢................................................................................................................................................11附录................................................................................................................................................1211、概述波形发生器作为电子技术领域中最基本的电子仪器，广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。随着电子信息技术的发展，对其性能的要求也越来越高，如要求频率稳定性高、转换速度快，具有调幅、调频、调相等功能。传统的LC、RC振荡电路就不可以满足上述的要求了，而基于单片机的信号发生器就可以有效的解决上述问题了。单片机的最小系统结构简单而且又是通过程序控制信号的发生，这样就可以通过编程来产生正弦波、方波、三角波等波形。基于单片机的信号发生器的设计，不仅解决了波形类型的选择、频率和幅度的调节等，而且还通过lcd显示屏能够将信号发生器产生波形的频率准确的显示出来。2、系统设计经过研究考虑，确定方案：以AT89C51单片机为控制核心，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制波形的选择和频率的变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。2.1设计构思1）利用单片机采用软件设计方法产生正弦波2）键盘选择波形类型3）波形频率可调4）显示波形及其频率2.2方案设计与论证2.2.1、信号发生电路方案论证DAC0832是8位全MOS中速D/A转换器，采用R—2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流输出，转换时间大约为1us。使用单电源+5V―+15V供南京交通职业技术学院2电。参考电压为-10V－+10V。在此我们直接选择+5V作为参考电压。DAC0832有三种工作方式：直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式。2.2.2、单片机的选择论证AT89C51单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。2.2.3、显示方案论证方案一：采用LED数码管。LED数码管由8个发光二极管组成，每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼具有视觉暂留特性，当每只数码管显示的时间间隔小于1/16S时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮。使用数码管显示编程较易，但要显示内容过多，而且数码管不能显示字母。方案二：采用LCD液晶显示器1602.其功率小，效果明显，显示编程容易控制，可以显示字母。以上两种方案综合考虑，选择方案二。2.2.4、键盘方案论证采用简单的拨动开关。拨动开关简单方便