开题报告 基于NEC单片机的数字式信号发生器
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开题报告电气工程及其自动化基于单片机的信号发生器设计一、课题研究意义及现状信号发生器作为集成电路的基本模拟单元,被广泛应用于信号处理系统和各种便携式设备中。
振荡器作为信号发生电路的核心,各种结构层出不穷,但大多采用复杂的结构来实现幅度和频率的稳定。
这不仅增加了系统的复杂度,同时也增加了芯片面积。
而且在电路调试、教学实验和产品开发等领域,信号发生器被广泛用作测量仪器的信号源,为开发和测试提供输入信号。
现在人们都运用DDS(直接数字合成)技术、FPGA技术(现场可编程门阵列技术),单片机等来实现信号发生器的一些功能。
在用单片机来实现信号发生器的一些功能方面。
如805lF330的音频信号发生器的系统结构。
它主要由805lF330单片机、MMC、SD卡存储器、RS232串行通信接口、上位机、液晶显示、键盘以及信号调理电路等部分组成。
将写入MMC、SD卡中的音频数据存储在上位机.单片机通过RS232串行通信接口写入MMC、SD卡,以中断方式读取键盘接口命令。
并根据命令控制选择相应的音频信号数据.再由信号调理电路输出不同频率和强度的音频信号。
系统通过液晶显示模块显示信号频率、信号强度及信号类型。
该系统突出的特点是上位机采用Inb windam,CVI软件,通过RS232串行通信接口与单片机通讯:以文本格式存储在上位机的音频信息则通过RS232串行通信接口下载到MMC、SD卡。
而且用单片机来实现的正弦信号发生器也很有发展前景的,它主要由集成压控振荡ICL8038构成的函数信号源电路,它是一种可以同时输出方波、三角波和正弦波的专用集成电路,常用作多波形发生器、模拟信号源等,本文用集成函数发生器ICL8038联结少量外部元件组成扫频信号发生器。
扫频信号发生器是一种输出信号的频率随时间在一定范围内反复变化的正弦信号发生器,他是频率特性测试仪即扫频仪的核心,主要用于直接测量各种网络的频率响应特性。
二、课题研究的主要内容和预期目标主要利用单片机设计并制作一个信号发生器。
基于单片机的全数字信号发生器设计设备技术网时间:2010-4-13来源:电子技术网作者:工业设备常用频率量信号作为采集量,如使用光电编码器采信数据,当调试使用频率信号的设备时,由于机械等部份还未动作,无法采集信号,因此需要使用信号发生器。
对于在工业现场使用的设备,其要求与实验室设备并不相同,如果直接使用实验室中所用的标准信号发生器,往往会觉得其体积过大、价格太高、使用较麻烦等。
工业现场使用的设备,其绝对精度要求并不高,关键要稳定可靠,便于携带和使用。
一、性能分析这个项目的目标是替代工业现场的频率采样装置,典型的如光电编码器。
通过调查,确认最终要制作的信号发生器的性能指标如下:频率范围:0~1Hz,以0.1Hz步进,1~500Hz,以1Hz步进;波形:矩形波或方波均可;精度:频率值的相对误差不超过±1%;功能:(1)信号发生,信号发生器以给定的频率输出信号;(2)脉冲个数计数,仪器可对本身已发出的脉冲个数进行计数;(3)设定值可存储,每次上电自动调出前次设定值。
二、初步设计在确定了性能指标后,可以进行初步设计,考虑其显示、操作等方面的要求。
1、显示部分待设定的频率值最高为500HZ,只要3位数码管即可;要求对输出脉冲计数,虽未给出要求的计数值,但3位数码管最大仅能计到999,似乎太少了一些,再考虑到该仪器以后的扩展,如希望以后能加一些高端点频(600、700、800、900、1000、2000、5000、10K等),需要更多的数码管显示,因此最终选择5位数码管显示。
2、键盘部分键盘有很多方案可供选择,如工业品中常用的三键或四键方案,当然也可以用多键(如市售有一些标准的12或16键键盘)等,经过反复比较,考虑到易制作、易使用等等诸多因素,最终将键的个数确定为5个。
键盘操作方案是仪器易用性的很重要的一个方面,这并非仪器的关键部分,但键盘、显示程序的工作量往往占据整个设计的很大的一部份。
对键盘设计,重要的是要确定各按键功能,描述出各键的具体操作。
信号发生器开题报告信号发生器开题报告一、引言信号发生器是电子工程领域中常用的一种仪器设备,用于产生各种类型的电信号。
它在电子测试、通信、无线电、音频等领域有着广泛的应用。
本文将对信号发生器的原理、分类、应用以及未来发展进行探讨。
二、信号发生器的原理信号发生器的原理基于信号的合成和调制技术。
它通过内部的振荡器产生基准信号,然后经过调制电路进行调制,最终输出各种类型的电信号。
常见的信号类型包括正弦波、方波、脉冲波等。
三、信号发生器的分类根据输出信号的频率范围,信号发生器可以分为射频信号发生器和低频信号发生器两大类。
射频信号发生器主要用于无线通信领域,其频率范围通常在几十千赫兹到几十吉赫兹之间。
低频信号发生器则主要应用于音频、电子测试等领域,其频率范围通常在几赫兹到几百兆赫兹之间。
四、信号发生器的应用1. 电子测试:信号发生器可以用于测试电子元器件的性能。
通过产生不同类型的信号,可以对电路的频率响应、非线性失真、幅度稳定性等进行测试和评估。
2. 通信系统:信号发生器在通信系统中起着重要的作用。
它可以产生各种调制方式的信号,用于模拟不同的通信场景,如调制解调器的性能测试、无线电信号的发射与接收等。
3. 音频设备:信号发生器可以用于音频设备的测试和校准。
通过产生标准的音频信号,可以对音响设备的频率响应、失真程度等进行评估。
4. 科学研究:信号发生器在科学研究中也有广泛的应用。
例如,在物理实验中,可以使用信号发生器产生特定频率的信号,用于研究波动、共振等现象。
五、信号发生器的未来发展随着科技的不断进步,信号发生器也在不断发展和创新。
未来的信号发生器有望具备更高的频率范围、更精确的信号调制能力以及更多的信号类型选择。
同时,随着人工智能和互联网技术的发展,信号发生器可能会与其他设备进行智能连接,实现更高效的测试和调试。
六、结论信号发生器作为一种重要的电子仪器设备,在电子测试、通信、无线电、音频等领域发挥着重要的作用。
摘要随着数字技术的飞速发展和高精度大动态范围数字模拟转换器的广泛应用,直接数字频率合成技术异常突起。
该技术是一种重要的频率合成技术,它是一种用数字控制的方法从一个标准参考频率产生多个频率信号的技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,因而在雷达及通信等领域有着广泛的应用。
基于直接数字频率合成芯片AD9850的宽频信号源,不但具有相对带宽较宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续等特点,而且可产生宽带正交信号及其他多种调制信号,编程灵活控制方便具有广泛的应用前景。
本设计以NEC单片机78F0547为中心控制系统,由按键输入模块、稳压电源模块、液晶显示模块、波形产生模块组成。
本系统由七个频率档构成的按键输入和电位器输入,输入信号经过单片机的转换、计算处理后形成两组数据,一组数据输入到液晶显示屏1602上,把频率显示出来,另一组数据为40位控制字,输入到DDS专用芯片AD9850产生正弦波、方波信号。
本系统设计的输出频率范围为0.12Hz到20MHz,输出频率最小分辨率为0.12Hz 。
工作温度范围为–40°C至+125°C包括工业温度范围。
该系统输出信号稳定度、精度极高,适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器。
关键词:频率合成;NEC单片机;DDS;A/D转换;高精度AbstractWith the rapid development of digital technology, precision large dynamic range of With the extensive application of the rapid development of digital technology and high-precision dynamic range digital to analog converter, the sudden emergence of direct digital frequency synthesis. The technology is an important frequency synthesis technique, which is a digital control method to generate multiple frequency signal from a standard reference frequency technology, with high resolution, fast frequency transform advantages, which in radar and communications the field has a wide range of applications. Direct digital frequency synthesizer chip AD9850 wideband signal source not only has a relatively wide bandwidth, frequency switching time is short, high frequency resolution, output continuous phase characteristics, and can produce broadband signal and other modulated signals, programming flexibility and control convenience has broad application prospects.The design to NEC MCU 78F0547 as the central control system by the key input module, power supply modules, LCD modules, waveform generator modules. The system consists of seven frequencies file button input and potentiometer input, the input signal after the conversion of single-chip, to form two sets of data computing, a set of data input to be displayed on the LCD display 1602, another set of data for 40 bit control word for input DDS chip AD9850 produce sine wave, square wave. The design of the system output frequency range of 0.12Hz to 20MHz, the minimum output frequency resolution of 0.12Hz. Operating temperature range is -40 ° C to 125 ° C extended industrial temperature range. The system is stability, high precision, applicable to the contemporary state-of-the-art communication systems and sophisticated precision instrument.Keywords: frequency; NEC MCU; the DDS; A/ D conversion; precision目录1引言 (1)1.1对人类科学的影响 (1)1.2层次结构 (1)1.3应用领域 (1)1.3.1雷达 (2)1.3.2扩展频谱通信 (2)1.3.3宽频信号源 (2)2DDS基本原理及性能特点 (3)2.1DDS基本原理 (3)2.2DDS性能特点 (3)2.2.1输出频率相对带宽较宽 (3)2.2.2频率转换时间短 (3)2.2.3频率分辨率极高 (4)2.2.4相位变化连续 (4)2.2.5输出波形的灵活性 (4)2.3AD9850工作原理 (4)3总体设计 (5)3.1方案论证与比较 (5)3.1.1信号发生部分 (5)3.1.2频率控制部分 (5)3.1.3键盘输入部分 (5)3.1.4信号输出部分 (6)3.1.5显示部分 (6)3.2总体设计 (6)3.3单片机主控模板 (7)3.4按键控制模块 (9)3.5数字模拟稳压电源模块 (9)3.6信号发生模块 (11)3.7液晶显示模块 (13)3.7.11602LCD简介 (13)3.7.2引脚功能说明 (14)4软件调试 (15)4.1C语言 (15)4.2开发工具软件设置 (16)4.2.1软件设置 (16)4.2.2用TIMER定时: (16)4.2.3INT中断 (17)4.3开发工具软件使用 (17)4.4主程序流程图 (19)4.5熟悉NEC开发环境 (20)4.5.1开发工具软件应用内容 (20)4.5.2PM Plus的操作 (20)4.5.3QB-78K0MINI仿真器的使用 (20)4.6初始化程序 (21)4.7A/D转换及液晶显示子程序 (22)4.8AD9850控制程序 (25)4.9键盘中断程序 (26)4.10主程序 (27)5系统的工作过程 (28)6总调试及误差分析 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录一:源程序 (33)附录二:系统电路图 (45)1引言NEC公司78K系列单片机,现有6种NEC的8位单片机,分别属于KC2、KB2及KF2系列,如果选择KF2系列的0547D则可非常简便地实现题目要求。
数字函数信号发生器的设计与实现的开题报告题目:数字函数信号发生器的设计与实现研究内容:数字函数信号发生器是一种可以产生各种形式的信号的仪器,如正弦波、方波、三角波等。
在电子实验、仪器维修和教学中,常常需要产生这样的信号。
本项目旨在设计一种数字函数信号发生器,使用FPGA实现,能够产生多种不同类型的信号。
具体研究内容包括:1.针对不同类型的信号,研究相应的生成算法。
2.设计基于FPGA的信号发生器架构,包括时钟模块、采样模块、数字信号处理模块等。
3.实现功能模块,包括正弦波、方波、三角波、PWM等信号的产生。
4.进行仿真和基于FPGA硬件平台的实验,在不同频率、不同幅值、不同波形下测试信号发生器的性能。
研究意义:数字函数信号发生器是电子学科的基础仪器之一,在工业上有着广泛的应用。
本课题的研究内容和方法具有一定的创新性和实用性,可以扩展数字电路设计和电子产品的知识面,提高学生的综合素质和动手实践能力。
同时,数字函数信号发生器的设计与实现也对工业界有着一定的参考价值。
研究方法:1. 文献调研法:对数字函数信号发生器的相关文献进行归纳整理,然后进行分析比较,确定设计方案。
2. 系统设计法:以上文献调研为基础,根据不同的功能需要,分析分块的原则,实现设计方案。
3. 软硬件协同设计方法:采用VHDL语言进行设计与仿真,并根据实验要求搭建FPGA硬件平台进行系统验证。
计划进度:第一阶段:系统方案和算法设计(2周)1.1 研究数字函数信号发生器的相关文献,完成方案设计和算法设计。
1.2 着手进行基于FPGA的数字函数信号发生器系统硬件结构设计。
第二阶段:信号发生器模块实现(4周)2.1 完成正弦波、方波、三角波等基本信号的实现模块。
2.2 完成基于PWM调制的方波、三角波的实现模块。
第三阶段:调试和测试(2周)3.1 将设计的数字函数信号发生器实现到FPGA硬件平台上进行测试。
3.2 对波形频率、幅值等进行调试和测试。
1.研究主题:函数信号发生器思路:利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形,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,通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化,最终输出显示波形的种类及频率。
使用单片机的定时器设置定时时间,每半个周期对I/O口取反一次,从而实现频率输出。
这种方案虽然在高频频段误差比较大,但是编程简单控制容易。
//它的特点是价格低、性能高,在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少。
虽然设计方案很多,但是综合考虑,此方案既可满足毕业设计的基本要求又能充分发挥其优势,电路简单,易控制,性价比较高,且系统扩展、系统配置灵活,容易构成各种规模的应用系统,单片机具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现,而且设计时间短,成本低,可靠性高。
2.语言:C语言(简单简洁灵活,汇编语言复杂难懂)3.实施细节:本系统软件主要是通过AT89S52单片机程序控制完成全部功能的。
单片机驱动和初始化数模转换芯片DAC0832,用单片机产生的波形数字信号转换出需要的模拟信号。
再经过单片机产生波形的同时也把波形在LCD液晶显示器上绘制出来,依次循环执行,就能实时的产生和显示波形。
本程序主要流程是一个单片机对两片DAC0832分别进行控制的过程,其中先通过对键盘进行操作,然后由单片机生成控制指令,分别控制两片DAC0832产生波形和控制波形幅度,接着再由单片机把波形和各种参数通过显示程序在液晶显示器上显示出来,整个过程都可以通过键盘进行循环控制。
4.流程图:开始键盘输入参数D/A 转化, 波形输出液晶显示波形频率是否有键按下单片机处理参数,产生数字波形否是键盘输入程序主程序流程图延时20ms,消除抖动扫描读键值扫描键盘,是否有键按下输入新参数波形产生及 显示程序是确定键吗否是是否键盘输入流程图频率设置根据频率值置新的时间常数, 改变延时每按一次K13变量k++,并对3取余波形切换幅度设置按原参数继续=0=1产生正弦波产生方波产生三角波送设置值到DAC0832(1)是是是是是否否否否否键盘输入参数是LCD 清屏否键盘控制及波形产生程序流程图 5.系统方案的比较信号发生器的设计方案可用多种方案来完成。
电子和信息工程学院综合实验课程报告实验名称:基于单片机的信号发生器的设计和实现班级:200808XX学号:200808XXXX姓名:何XX指导教师:安XX时间:2011-5-4至2011-5-11摘要本文以STC89C51单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形,波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件控制,幅度的改变通过硬件实现。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
本系统可以产生最高频率798.6HZ的波形。
该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:低频信号发生器;单片机;D /A转换;1设计选题及任务设计题目:基于单片机的信号发生器的设计和实现任务和要求:设计一个由单片机控制的信号发生器。
运用单片机系统控制产生多种波形,这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波等。
信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。
并可通过软件任意改变信号的波形。
基本要求:1. 产生三种以上波形。
如正弦波、三角波、矩形波等。
2.最大频率不低于500Hz。
并且频率可按一定规律调节,如周期按1T,2T,3T,4T或1T,2T,4T,8T变化。
3.幅度可调,峰峰值在0——5V之间变化。
扩展要求:产生更多的频率和波形。
2系统概述2.1方案论证和比较2.1.1总体方案:方案一:采用模拟电路搭建函数信号发生器,它可以同时产生方波、三角波、正弦波。
但是这种模块产生的不能产生任意的波形(例如梯形波),并且频率调节很不方便。
方案二:采用锁相式频率合成器,利用锁相环,将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需频率上,该方案性能良好,但难以达到输出频率覆盖系数的要求,且电路复杂。
方案三:使用集成信号发生器发生芯片,例如AD9854,它可以生成最高几十MHZ的波形。
基于单片机的信号发生器设计
基于单片机的信号发生器是一种能够产生不同频率、幅度和波形的信号的设备。
它在电子实验、通信系统测试和音频设备调试中起到重要作用。
本文将介绍信号发生器的工作原理、设计要点以及一些应用案例。
信号发生器的核心部分是单片机,它是一种集成了处理器、存储器和输入输出接口的微型计算机。
单片机通过程序控制产生不同频率的脉冲信号,并通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号输出。
为了保证信号的准确性和稳定性,还需要使用精密的时钟电路和滤波电路。
在设计信号发生器时,需要考虑以下几个要点。
首先是频率范围和分辨率的选择。
不同的应用场景需要不同的频率范围,而分辨率则决定了信号的精度。
其次是波形的选择和产生方式。
常见的波形有正弦波、方波、三角波等,可以通过查表、数学模拟或直接输出等方式产生。
此外,还需要考虑信号的幅度调节和输出阻抗匹配等问题。
信号发生器在实际应用中有着广泛的用途。
在电子实验中,它可以用来测试电路的频率响应、相位特性和失真情况。
在通信系统测试中,它可以模拟各种信号场景,用来验证系统的性能和稳定性。
在音频设备调试中,它可以生成各种音频信号,用来测试音响设备的音质和效果。
基于单片机的信号发生器是一种功能强大的设备,它能够产生多种频率、幅度和波形的信号,用于电子实验、通信系统测试和音频设备调试等领域。
通过合理的设计和实现,可以满足不同应用场景的需求,并提高工作效率和准确性。
希望本文对读者理解信号发生器的工作原理和设计要点有所帮助。
洛阳理工学院毕业设计(论文)开题报告系(部):计算机与信息工程系2013 年3月9 日课题名称基于MATLAB和声卡的数字信号发生器设计学生姓名李艳芳专业班级B090505 课题类型软件工程指导教师李京秀职称教授课题来源自拟1.综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义随着计算机软硬件技术的发展,越来越多普通仪器不能达到或不完全能实现的功能能够由计算机实现。
信号发生器也称信号源,是用来产生振荡信号的一种仪器,早在20年代电子设备刚出现时就产生了。
随着通信和雷达技术的发展,40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器。
随着信号发生器的迅速发展,利用微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形,实现不同频率的输出,是电子测试系统的重要部件。
这其中由以数字信号发生器的设计是应用最快、成效最显著的新科学之一。
数字信号发生器是一种数据信号发生器,提高了信号测量的准确度、精度和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,模拟信号发生器随之被数字信号发生器所取代。
传统的台式仪器如任意函数发生器等加工工艺复杂、价格高、仪器面板单调、数据存储、处理不方便。
以MATLAB和LabVlEW 为代表的软件的出现,轻松地用虚拟仪器技术解决了这些问题。
Matlab是美国MathWorks公司自20世纪80年代中期推出的数学软件,优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使其很快在数学软件中脱颖而出。
到目前为止,其最高版本7.1版已经推出。
随着版本的不断升级,它在数值计算及符号计算功能上得到了进一步完善。
在欧美等高校,Matlab已经成为线性代数、自动控制理论、概率论及数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具,是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。
基于单片机的信号发生器的设计设计一个基于单片机的信号发生器,需要考虑以下几个方面:硬件电路设计、软件设计、功能实现等。
1.硬件电路设计在硬件电路设计方面,我们可以使用一个单片机作为控制核心,外接一块DAC芯片来实现信号输出。
DAC芯片可以将数字信号转换为模拟信号,并输出到外部设备。
我们还需要考虑信号发生器的输入和输出接口,这些接口可以用来接收外部信号或者将信号输出到其他设备上。
2.软件设计在软件设计方面,我们需要编写固件程序来控制单片机的工作。
首先,我们需要编写一个初始化程序,在该程序中,我们可以初始化单片机和外接设备。
然后,我们需要编写一个主程序来控制信号生成的方式和参数。
在该程序中,我们可以通过键盘或者触摸屏等方式来输入信号的频率、幅度和波形等参数。
最后,我们需要编写一个输出程序,该程序将信号输出到DAC芯片,并通过其他接口输出到外部设备。
3.功能实现信号发生器可以实现多种功能,如正弦波、方波、三角波、齿轮波等各种波形信号的生成。
根据输入的参数,单片机可以根据对应的算法生成相应的波形信号,并将信号输出到DAC芯片上。
此外,信号发生器可以支持多个输入通道,用户可以选择不同的通道来生成不同的信号。
还可以设置信号的扫描频率和扫描范围等功能。
在设计完成后,我们需要对信号发生器进行测试和优化。
测试可以输出一系列标准信号,比较输出信号与标准信号的差异,以检测发生器的准确性和稳定性。
在优化方面,我们可以考虑改进信号发生器的性能,增强其功能。
例如,可以添加自动扫描功能,支持外部控制信号输入等功能。
总结:基于单片机的信号发生器的设计需要考虑硬件电路设计、软件设计、功能实现等方面。
通过合理的设计和编程,可以实现信号发生器的各种功能,以满足用户的需求。
同时,我们还可以通过测试和优化来提高信号发生器的性能和稳定性。
基于单片机的信号发生器设计一、本文概述随着现代电子技术的飞速发展,单片机因其高集成度、低成本和易于编程等特点,在信号处理和控制领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨基于单片机的信号发生器设计,该设计在电子工程、自动化控制、信号处理等领域具有重要的应用价值。
本文将首先介绍单片机的基本概念、特点及其在信号发生器设计中的应用优势。
随后,将详细阐述信号发生器的设计原理、系统架构以及关键模块的设计方法,包括信号生成模块、放大模块、滤波模块等。
本文还将探讨单片机编程技术在信号发生器中的应用,包括程序设计、调试与优化等方面。
通过实验验证所设计信号发生器的性能,并对其在实际应用中的可行性进行评估。
本文的研究成果将为相关领域的研究人员和技术人员提供一定的理论指导和实践参考。
二、单片机概述单片机(Microcontroller Unit,MCU)是一种集成电路芯片,是将中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入输出(IO)端口、定时计数器以及中断系统等主要计算机功能部件集成在一块芯片上的微型计算机。
单片机以其体积小、功能强、性价比高、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点,被广泛应用于各种控制系统和智能化产品中。
单片机通常按照数据总线宽度、内部程序存储器容量、IO端口数量等参数进行分类。
其内部逻辑电路主要包括CPU、存储器、IO接口电路、定时计数器、中断控制逻辑等模块。
CPU是单片机的核心,负责执行指令、处理数据和进行逻辑运算存储器用于存储程序和数据IO接口电路负责单片机与外部设备的连接和通信定时计数器用于实现定时和计数功能中断控制逻辑则用于响应和处理外部中断事件。
在信号发生器设计中,单片机作为核心控制单元,负责产生和控制各种信号波形,如正弦波、方波、三角波等。
通过编程控制单片机的IO端口,可以产生不同频率、不同幅度的信号,从而实现信号发生器的功能。
同时,单片机还可以通过与其他电路模块的配合,实现信号调理、功率放大、显示输出等功能,使信号发生器具有更高的性能和更广泛的应用范围。
可修改可编辑设计(论文)题目基于单片机的信号发生器摘要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。
本文利用AT89C51单片机作为控制核心来设计信号发生器,通过程序设计的方法产生正弦波、方波、三角波,并在Protues电子设计平台上对此方案进行了仿真,得到与理论相应的波形。
通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号,最终由示波器显示出来。
通过按键来控制这几种波形的类型选择,而且可控制频率的变化,在一定范围内波形的幅度和频率可任意改变。
本次设计消除了传统信号发生器存在元器件分散性造成波形失真的缺陷,并且其设计简单,价格低廉,产生的波形稳定,可用于多种需要低频信号源的场合,实用性强。
【关键词】信号发生器 D/A转换 AT89C51 频率幅度AbstractSignal generator is also known as signal source or oscillator, in the production practice and technology is widely used in the field of. Each kind of wave may use the trigonometric function equation. Can produce a variety of waveforms, such as the triangle wave, sawtooth wave, rectangular wave (including square wave ), sine wave circuit is called the function signal generator. Function signal generator in electric circuit experiment and the equipment examination has a very wide range of uses. For example, in communication, broadcasting, television system, needs the radio frequency ( HF) emission, the radio wave is the carrier, the audio frequency ( low frequency ), the video signal or pulse signal to carry out, will need to be able to produce the high frequency oscillator. In industry, agriculture, biomedical and other fields, such as high-frequency induction heating, smelting, quenching, ultrasound, magnetic resonance imaging, required power big or small, or high or low frequency oscillator.This paper design a signal generator, and AT89C51 is used as a control microcontroller core, It can generate sine wave, square wave, triangle wave through the method of program design , and the simulation by the computer soft ware Proteus is been done , and those results consistent with the theory.converting a digital signal into an analog signal through the D/A converter ,and ultimately displayed by the oscilloscope. Through the button to control the options of waveform types and can change frequency ,amplitude and frequency of the waveform can be arbitrarily changed within a certain range. The design eliminates the defect of waveform distortion which produced by the dispersion of the components which exist in the traditional signal generator. Its design is simple,inexpensive,stable and can be used in a variety of occasions that require low frequency signal source,it has practical value.【keywords】Signal Generator D / A converter AT89C51 Frequency Margin目录第一章绪论 (4)1.1课题研究的动态和意义 (4)1.2单片机概述 (4)1.3信号发射器分类 (4)1.4设计任务和要求 (4)第二章方案的设计与选择 (5)2.1方案的比较 (5)2.2设计原理 (5)2.3设计功能 (6)第三章主要电路元器件介绍 (6)3.1AT89C51单片机简介 (6)3.2DAC0832简介 (8)第四章硬件实现和单元电路设计 (9)4.1硬件原理框图 (9)4.2复位电路 (10)4.3D/A转换电路 (11)4.4按键接口电路 (12)4.5时钟模块设计 (12)4.6显示模块设计 (13)第五章软件设计 (14)5.1程序流程图 (14)5.2初始化程序 (15)5.3键扫描程序 (16)5.4波形产生程序 (16)5.5波形仿真 (17)第六章安装调试和问题解决 (21)6.1调试过程 (21)6.2出现问题与解决方法 (22)实验总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)附录1 电路原理图 (23)附录2 源程序 (24)第一章绪论1.1课题研究的动态和意义信号发生器也被称为函数发生器,主要作为试验用的信号源,是现金各种电子电路实验设计中不可或缺的仪器设备之一。
毕业论文开题报告基于NEC单片机的数字信号发生器学院:电子工程学院班级:通信0801班学生姓名:高二飞指导教师:梁彩风职称:讲师2011年11月22日开题报告填写要求3.毕业论文开题报告应包括以下内容:(1)研究的目的;(2)主要研究内容;(3)课题的准备情况及进度计划;(4)参考文献。
4.开题报告的撰写应符合科技文献规范,且不少于2000字;参考文献应不少于15篇,包括中外文科技期刊、教科书、专著等。
5.开题报告正文字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
附页为A4纸型,左边距3cm,右边距2cm,上下边距为2.5cm,字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
6.“课题性质”一栏:(1)理工类:A.理论研究B.工程设计C软件开发D.应用研究E.其它(2)经管文教类:A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它“课题来源”一栏:A.科研立项B.社会生产实践C.教师自拟D.学生自选“成果形式”一栏:A.论文B.设计说明书C.实物D.软件E.作品毕业论文开题报告基于NEC单片机的数字信号发生器一、课题背景随着数字技术的飞速发展和高精度大动态范围数字模拟转换器的广泛应用,直接数字频率合成技术异军突起。
该技术是一种重要的频率合成技术,它是一种用数字控制的方法从一个标准参考频率产生多个频率信号的技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,因而在雷达及通信等领域有着广泛的应用。
直接数字频率合成芯片AD9850的宽频信号源不但具有相对带宽较宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续等特点,而且可产生宽带正交信号及其他多种调制信号,编程灵活控制方便具有广泛的应用前景。
该系统输出稳定度、精度极高,适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器。
二、本课题研究的意义基于NEC单片机78F0547的直接数字频率合成的信号发生器,它主要以微电脑控制部分、直接数字频率合成(DDS)部分、数字锁相环频率合成部分、背光液晶显示部分、功率放大部分等组成。
单片机信号发生器开题报告单片机信号发生器开题报告一、引言随着科技的不断发展,电子设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而作为电子设备的核心组成部分之一,单片机在各个领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍一个基于单片机的信号发生器的开题报告,该信号发生器可以用于电子实验、通信测试以及音频处理等领域。
二、研究背景目前市面上的信号发生器大多数是以仪器设备的形式存在,并且价格昂贵,不易于学习和使用。
而基于单片机的信号发生器则具有体积小、价格低廉、功能灵活等优势,逐渐受到了广大电子爱好者和工程师的关注。
三、研究目标本研究的目标是设计一个基于单片机的信号发生器,具有以下特点:1. 支持多种波形输出,包括正弦波、方波、三角波等。
2. 可以通过调节参数实现不同频率和幅度的信号输出。
3. 提供用户友好的界面,方便操作和调节参数。
4. 具备稳定性和精确性,能够满足实验和测试的要求。
四、研究方法本研究将采用以下方法来实现目标:1. 硬件设计:选择合适的单片机作为控制核心,设计电路板以及外围电路,包括时钟电路、ADC/DAC电路等。
2. 软件开发:使用C语言或汇编语言编写单片机的底层驱动程序,实现波形生成、参数调节等功能。
同时,设计用户界面,提供友好的操作界面和参数调节方式。
3. 测试和优化:通过实验和测试,对信号发生器的性能进行评估和优化,确保其稳定性和精确性。
五、预期成果完成本研究后,我们将获得一个基于单片机的信号发生器原型。
该原型将具备多种波形输出、可调节的频率和幅度、用户友好的界面等功能。
通过实验和测试,我们将验证其性能和稳定性,并进行必要的优化。
六、研究意义本研究的意义在于:1. 提供一种低成本、易学易用的信号发生器解决方案,方便电子爱好者和工程师进行实验和测试。
2. 推动单片机在电子领域的应用,促进电子技术的发展。
3. 为学校和实验室提供一种经济实用的实验设备,提高教学和研究的效率。
七、进度安排本研究计划分为以下几个阶段:1. 设计硬件电路,完成电路板的制作和组装。
毕业论文开题报告基于NEC单片机的数字信号发生器
学院:电子工程学院
班级:通信0801班
学生姓名:高二飞
指导教师:梁彩风
职称:讲师
2011年11月22日
开题报告填写要求
3.毕业论文开题报告应包括以下内容:
(1)研究的目的;
(2)主要研究内容;
(3)课题的准备情况及进度计划;
(4)参考文献。
4.开题报告的撰写应符合科技文献规范,且不少于2000字;参考
文献应不少于15篇,包括中外文科技期刊、教科书、专著等。
5.开题报告正文字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
附页为A4纸型,左边距3cm,右边距2cm,上下边距为2.5cm,字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
6.“课题性质”一栏:
(1)理工类:A.理论研究B.工程设计C软件开发D.应用研究E.其它(2)经管文教类:A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它
“课题来源”一栏:
A.科研立项
B.社会生产实践
C.教师自拟
D.学生自选
“成果形式”一栏:
A.论文
B.设计说明书
C.实物
D.软件
E.作品
毕业论文开题报告
基于NEC单片机的数字信号发生器
一、课题背景
随着数字技术的飞速发展和高精度大动态范围数字模拟转换器的广泛应用,直接数字频率合成技术异军突起。
该技术是一种重要的频率合成技术,它是一种用数字控制的方法从一个标准参考频率产生多个频率信号的技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,因而在雷达及通信等领域有着广泛的应用。
直接数字频率合成芯片AD9850的宽频信号源不但具有相对带宽较宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续等特点,而且可产生宽带正交信号及其他多种调制信号,编程灵活控制方便具有广泛的应用前景。
该系统输出稳定度、精度极高,适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器。
二、本课题研究的意义
基于NEC单片机78F0547的直接数字频率合成的信号发生器,它主要以微电脑控制部分、直接数字频率合成(DDS)部分、数字锁相环频率合成部分、背光液晶显示部分、功率放大部分等组成。
本系统通过启动接数字频率合成(DDS)模块,把内存缓存区的数据送到数字频率合成(DDS)模块后输出相应的频率,并把数据转换为BCD码,送到液晶显示器进行显示。
该系统输出稳定度、精度极高,适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器。
三、系统方案
信号发生部分
方案一:采用传统的波形振荡方式,如常见的555MAX038等芯片采用外接阻容介质来达到频率合成的目的。
虽然电路简单,但频率控制复杂,不易数字化,特别是在高频波段,如果电路设计不当,波形容易失真。
方案二:采用直接数字频率合成(DDS)方式,即通过可编程技术从一个标准参考时钟产生多种频率。
主要优点是信号源的相对带宽较宽,频率分辨率高。
采用专用的DDS 芯片,因为AD9850可以直接产生正弦波等常见波形,用单片机的控制字可以方便地进行控制输出不同的波形。
综上比较,采用方法二合理。
频率控制部分
方案一:采用单片机直接频率控制,控制简单,电路容易制作,不分频段处理。
对
于此方法,由于NEC单片机78F0547D的A/D转换的字长有限,从而不能达到该动态调频范围。
方案二:采用外部中断输入,分档控制。
此种方法电路比较复杂,编程相对较难。
但是此种方法的动态范围满足要求,采用分七档控制。
所以采用此种方案。
综上比较,采用方法二合理。
键盘输入部分
方案一:采用动态扫描的方法输入,电路布线较多,比较占用多的CPU,从而使得CPU的实时性大大的下降,对整个系统也会产生较大的影响。
因此,此方法不理想。
方案二:采用中断的方式进行键盘输入,此方法实时性能很好,电路结构简洁,编程稍微有点麻烦。
综上比较,采用方法二合理。
信号输出部分
方案一:采用多路开关在正弦波、方波之间切换的方式输出。
这种方式每种波都是同时产生的,因此之间容易发生相互的干扰,而且切换速度慢,使用也不方便,切换有干扰从而影响精度。
方案二:采用提供精确的、可由分立管脚选择的波形方式。
这种方式可以降低之间相互的干扰。
系统在温度和电源电压变化时有很高的稳定性,完全可以满足本设计的要求。
采用此方案。
综上比较,采用方法二合理。
显示部分
方案一:采用数码管动态扫描显示方式,此种方法需要较多的I/O口,电路焊接复杂,而且数码管只能显示数字,显示字母效果不理想。
方案二:LCD1602液晶显示,LCD1602液晶不但能显示字符和数字,而且显示效果较好,容易编程实现。
采用此方案。
综上比较,采用方法二合理。
四、课题实现功能及指标
本设计以NEC单片机78F0547为中心控制系统,按键输入、电位器输入信号经过单片机的处理产生两组数据,一组数据控制DDS专用芯片AD9850产生正弦波、方波波形以及频率变化,另一组数据输入到液晶显示器显示处频率值。
使用起来方便且准确,具有很好的发展前景。
该信号源具多参数可调的优点,能方便地对现实环境中的多种信号进行模拟,从而大大方便了算法的研究、验证和改进。
经过单片机控制软件、硬件的调试工作,所有性能均达到了设计指标的要求,并能准确地用单片机控制,且频率准确度相当高。
稳定度、精度极高达到了0.12Hz,输出频率从零点几赫兹到二十赫兹以上。
适用于当代的尖端的通信系统和精密的高精度仪器。
能在调频要求较高的设备中应用。
五、系统框图及原理
图1-1 系统框图
系统的主程序流程图如图1-1所示。
程序一开始进行初始化,初始化定义中断,初始化液晶显示,开启中断,判断频率档,控制数字频率合成模块输出频率。
此程序的功能就是要将外部输入的频率数据按照一定协议和算法变换成DDS芯片AD9850所能接受的格式,并送出相应的频率相位控制信号,从而使AD9850能产生两
路相位正交、频率可控的正弦信号。
六、结论
我们设计的系统以NEC芯片为核心控制,通过可编程放大电路实现了正弦波、方波、三角波的输出功能,其频率步进值和幅度步进值达到了题目的设计要求。
在系统的设计过程中,力求硬件电路简单,充分发挥软件编程方便灵活的特点,并最大限度挖掘单片机的资源,来满足系统设计要求。
该系统还有许多值得改进的地方。
七、参考文献:
[1]刘建成,邹应全,行鸿彦.基于DDS9834的函数发生器设计.现代电子技术2007(2)
[2]刘春生,李小波. AD603在信号采集系统中的应用.国外电子元器件.2000(11)
[3]胡煜.MAX038在精密频率合成波形发生器中的应用.现代电子技术2007(1)
[4]刘建成,邹应全,行鸿彦.基于DDS9834的函数发生器设计. 2007(2)
[5]许正望.可变增益放大器AD603及其使用.湖北工学院学报.Vol.15,No.3
[6]康华光:电子技术基础·模拟部分(第五版)[M].北京.高等教育出版社.2006
[7]李朝青:单片机原理及接口技术(第3版),北京,航空航天大学出版社,2005
[8]江月松.光电技术与实验.北京:北京理工大学出版社.2008
[9]传感器原理及工程应用(第3版)[M].西安.西安电子科技大学出版社.2008.8
[10]汤山俊夫: 数字电路设计, 北京,科学出版社,2006.
[11]曹欣荣.戴景民环境温度对红外辐射式体温计读数的影响-计量学报 .2002(1)。