基于51单片机函数信号发生器设计1毕业论文

信号发生器-2-摘要本系统利用单片机AT89S52采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波等各种波形，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，能产10Hz—200Hz的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。关键词：单片机AT89S52、DAC0832、液晶1602信号发生器-3-目录1.系统设计1.1设计要求1.2方案设计与论证1.2.1信号发生电路方案论证1.2.2单片机的选择论证1.2.3显示方案论证1.2.4键盘方案论证1.3总体系统设计1.4硬件实现及单元电路设计1.4.1单片机最小系统的设计1.4.2波形产生模块设计1.4.3显示模块的设计1.5软件设计流程3.设计心的及体会1、系统设计经过考虑，我们确定方案如下：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，最终输出显示其各自的类型以及数值。信号发生器-4-1.1、设计要求1)、利用单片机采用软件设计方法产生各种波形2）、各种波形可通过键盘调整3）、波形频率可调4）、需显示波形的种类及其平率1.2方案设计与论证1.2.1信号发生电路方案论证方案一：通过单片机控制D/A，输出三种波形。此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。但此方案电路简单、成本低。方案二：使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形。但此方案成本高，程序复杂度高。以上三种方案综合考虑，选择方案一。1.2.2单片机的选择论证信号发生器-5-方案一：AT89S52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。方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快。但其价格较贵以上两种方案综合考虑，选择方案一1.2.3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。1.3总体系统设计信号发生器-6-该系统采用单片机作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换，采用按键输入，利用液晶显示电路输出数字显示的方案。将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模块。图（1）为系统的总体框图图（1）总体方框图1.4硬件实现及单元电路设计1.4.1单片机最小系统的设计89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图（2）89C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点：(1)有可供用户使用的大量I/O口线。(2)内部存储器容量有限。信号发生器-7-(3)应用系统开发具有特殊性。图（2）89C51单片机最小系统1.4.2波形产生模块设计由单片机采用编程方法产生三种波形、通过DA转换模块DAC0832在进过滤波放大之后输出。其电路图如下：信号发生器-8-图（3）波形产生电路如上图所示，单片机的P0口连接DAC0832的八位数据输入端，DAC0832的输出端接放大器，经过放大后输出所要的波形。DAC0832的为八位数据并行输入的，其结构图如下：图（4）DAC0832的内部结构信号发生器-9-1.4.3显示模块的设计通过液晶1602显示输出的波形、频率，其电路图如下：图（5）液晶显示如上图所示，1602的八位数据端接单片机的P1口，其三个使能端RS、RW、E分别接单片机的管脚。通过软件控制液晶屏可以显示波形的种类以及波形的频率1.5软件设计流程本系统采用AT89S52单片机，用编程的方法来产生各种波形，并通过编程来切换三种波形以及波形频率的改变。具体功能有：（1）各个波形的切换；（2）各种参数的设定；（3）频率增减等。软件调通后，通过编程器下载到AT89S52芯片中，然后插到系统信号发生器-10-中即可独立完成所有的控制。软件的流程图如下：图（7）程序流程信号发生器-11-图（8）正弦波图形图（9）方波图形信号发生器-12-图（10）三角波图行2.3、测试结果各项指标均达到要求。测试数据如下：1）、产生正弦波、方波、三角波等基本实现2）、三种波形的频率都可调，但不能步进的调节，其中方波的可调范围最广为1—200HZ，其他两种波形的频率范围不大1—180HZ通过这次毕业设计，使我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义，并且检验了大学几年的学习成果，进一步加深了我对专业知识的了解和认识以及动手的能力。虽然在这次设计中对于所学知识的运用和衔接还不够熟练，作品完成的还不是很出色。但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这个设计是对我们过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打信号发生器-13-下了良好的基础。致谢我由衷的感谢我的指导老师张永超对我的学习、工作、以及课题的研究和论文撰写过程中面临的问题所给的细心指导和无私帮助，也感谢支持我的其他老师和同学对我的热心帮助。谨向审评本文的各位专家、老师致意！郝兴2010年11月信号发生器-14-附件毕业学位论文结构与格式规范信号发生器-15-毕业学位论文是一种严肃的科学研究文体，其逻辑结构与写作格式必须要符合学术的规范化要求。毕业学位论文必须是作者在充分占有第一手研究资料的基础上的实证的原创性研究，综述和思考感想之类不能作为毕业学位论文。学士毕业论文字数要求10000字以上，硕士毕业论文字数要求30000字以上。一、论文的基本结构毕业论文通常由论文标题、作者署名、原创性声明、摘要、关键词、正文（包括引言、本论、结论）、鸣谢、参考文献、注释、附录等部分构成。。（一）标题标题即文章的题目，标题通常概括性地表达了文章的主题。标题的主题要明确、严谨、简练，最多不超过20个字。一篇论文只能有一个主题，一般不设副标题。（二）作者单位和署名作者是论文的创作者，是著作权和文责自负的标志。毕业论文要求一人一题。导师指导的论文应同时标明由谁指导。单位名称要署全称（含大学名称、学院名称、专业名称），不能省写。（三）论文内容目录目录是为了让读者在阅读论文前，对整个文章的内容与结构有一个大概的了解和初步的印象。在封面后必须要有目录并独占一页。硕士论文和博士论文的目录要列出章、节以及一、二级观点，本科毕业论文的目录不用章节标注,只用中文序号标注到二级观点即可,目录页中要标明相应的页码。（四）摘要摘要就是对论文内容的概括性陈述，一般包括研究课题和撰写论文的目的、研究对象与方法、研究结果和结论等。本科论文摘要一般在200-300字，硕士论文摘要字数为800-1000字。英文摘要可以是中文摘要的翻译，也可以是意译。（五）关键词关键词又叫主题词，是从论文中选出的最能代表论文中心内容特征的名词和术语。关键词一般为3-5个，每词间要用空格间隔开。信号发生器-16-（六）引言写引言，目的在于引出论题。引言主要说明本课题的缘由、任务及预期达到的目标。有时，作者还可以把国内外同行对本课题研究情况略作回顾和展望，指出存在的问题，从而说明本课题研究的必要性和创新性。引言应写得言简意赅，一般在200-500字内。（七）研究对象与方法介绍纳入本研究对象或数据的来源、选择标准、原因、数量、分布；介绍研究的方法有哪些？自己作了何种改进？常见的方法有问卷调查、现场访谈、文献研究、实验研究、数学模型等。如有计量研究就应介绍所使用的统计学方法和软件。（八）研究的结果习惯上用表格将研究的结果表达出来，研究结果的表达一般与调查研究或实验研究的要点相对应起来，分点或分图表进行表述。在这一部分作者只需要客观地表达研究数据和结果，无需加以分析和评价。（九）分析与讨论讨论主要是针对研究结果所进行的充分的、全面的分析和有说服力的论述，提出自己有创见性的见解。一般包括对研究结果原因的解释、与国内外同类研究结果的比较、有什么新的发现等。（十）结论结论又叫结束语，是作者对论文全文的论点作总结性的说明。一般包括本研究得出的主要观点、强调自己的新发现和重要论点、及有待进一步研究的内容或方法改进等。（十一）建议作者可就研究现象的某些问题和需要改进的方面，提出如何改进的措施和思路。这一部分并非每篇论文都需要。（十二）鸣谢鸣谢主要是作者对在课题研究和写作过程中给予自己具体帮助的导师和其他老师、同学、同事等公开表示谢意的文字。致谢词可以短至一句话，长可以是一篇小的短文。（十三）参考文献信号发生器-17-参考文献应是正式出版或公开发表过的著作或文章。参考文献的排序要与论文中被引用的顺序相对应，并且论文中应该标明序号。参考文献的内容应按作者、论文或著作的题目、出版社或杂志社的城市名、出版社或杂志社的全称、出版日期、卷、期数、页码、依序排列。硕士生毕业论文参考文献不少于30篇（并且要求有5篇以上的外文参考文献），本科生不少于15篇。建议参考核心期刊。参考文献一般置于文章的结尾。文献期刊的格式为：[序号]、作者名、文章题目、期刊名、年份、卷号、期数、页码；如：[1]李胡希.区域公费医疗费用实行目标综合控制设想.卫生软件科学杂志,1999,25(7):1-3文献是图书时，其格式为：[序号]、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。如：[1]劳伦斯·巴顿.组织危机管理.北京:清华大学出版社,2002，57-59文献是未发表的科研成果时，其格式为：[序号]、作者、项目名、授奖、鉴定单位、时间。当引文作者在3人以内（含3个）均要列出，作者姓名之间用“，”隔开；3人以上的，则只需列出前3位作者姓名，并在最后一位作者姓名后加“等”。英文格式：作者，作者：文章题目名.期刊名.年份，期数：页码。如PolskyD,GlickHA,WilikeR,SchulmanK:Confidenceintervalsforcost-effectivenessratio:Acomparisonoffourmethods.HealthEconomics1997,6:243-252（十四）注释注释，就是作者对毕业论文中的有些字、词、句加以必要的解释和注明来源出处。可分夹注、脚注和尾注。它不同于参考文献，是否有注释根据实际需要而定。（十五）附录附录，就是指论文中有些内容与正文关系密切，而这些内容又具有相对独立性、不宜在正文中出现的内容。例如调查表、问卷、公式、图表等。是否有附录要根据需要而定。二、论文的基本格式信号发生器-18-论文结构排序：1、封面（含题目、作者单位、署名、学号与年级）见附录12、目录（只列一、（一）二级目录）3、中英文摘要（含英文摘要，先中后英）4、关键词（中英文关键词应一一对应）5、引言（研究背景与目的）6、研究对象与方法7、研究结果8、讨论与结论或