基于单片机的程控幅值函数发生器本科学位Word文件下载.docx

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函数发生器AT89C52DAC0832幅度控制

ABSTRACT

Asweallknow,digitaltechnologyandcomputertechnologyhaspenetratedintotheindustry,agriculture,commerce,education,medical,military,entertainment,andeveryareaoflifeineverycornerofitsapplicationiswide,deep,raspberry.

DespitethePC-applicationhasbeenfairlycommon,butintheindustryfield,inpursuitofasmallbutgrowing,lightandthin,automationcontrollers,automationinstruments,homeappliancesandsoon,PCisstilltheappropriatemachine.Inthiscase,theMCUcontrolwithitssuperiorperformance,compactsize,highreliabilityandcost-effectiveinIntelligentSystems,andotherindustriesincreasinglyshowinggreatvitalitytothetraditionalelectronictechnologyhadachanges,thedevelopmentofacomputer,anewmilestone.Theemergenceofsmartdevices,greatlyexpandedtheapplicationoftraditionalinstruments,intelligentinstruments,withitssmallsize,powerfulfunctions,lowpowerconsumptionadvantages,rapidinhouseholdappliances,researchinstitutesandindustrialenterpriseshavebeenwidelyused.

ThefunctiongeneratorusingAT89C52microcontrollerasthecontrol,externalanalog/digitalconversioncircuit（DAC0832）,op-ampcircuit（ua741）,buttonsandLEDdisplaycircuit,thecircuitusingAT89C52microcontrollerandtwocomposedofprogrammableanalogconverterDAC0832amplitudefunctiongenerator.Thefunctiongeneratorlowprice,goodperformance,easyoperation,smallsize,andsoon.Thankstoua741operationalamplifiercircuitstomorehavehigherstability,performanceishigh.Thecircuitclear,easytofindfailureerror,simpleandconvenient.Producedcanbecontrolledbybuttonssinewave,squarewave,sawtooth,trianglewave,whilethecorrespondingwaveformwithLEDdisplayfrequency,thefrequency,copyadjustable,accurateandsmoothwaveform.Thesystemissimpleandexcellentperformance,hassomerelevance.

ThedesignmainlyAT89C52asthecontrol,simplehardwarecircuit,software,functional,andreliablecontrolsystem,highcostperformanceadvantages,hassomevalueandreferencevalue.

Keywords:

functiongeneratorAT89C52DAC0832Amplitudecontrol

目录

摘要------------------------------------------------------------------------------------------------

ABSTRACT--------------------------------------------------------------------------------------

1.绪论------------------------------------------------------------------------------------------

1.1课题研究的发展与应用------------------------------------------------------------

1.1.1函数发生器的背景及发展概况--------------------------------------------

1.2国内外动态---------------------------------------------------------------------------

1.2.1波形发生器的发展概况-----------------------------------------------------

1.2.2函数发生器的应用-----------------------------------------------------------

1.3本文的主要工作和要求------------------------------------------------------------

1.3.1原始数据-----------------------------------------------

1.3.2技术要求-----------------------------------------------

1.3.3工作要求-----------------------------------------------

2.程控幅值函数发生器的设计方案------------------------------------------------------

2.1总体设计方案-----------------------------------------------------------------------

2.1.1系统机构总框架-------------------------------------------------------------

2.2电路的工作原理--------------------------------------------------------------------

3．硬件设计-----------------------------------------------------------------------------------

3.1AT89C52的工作原理--------------------------------------------------------------

3.1.1概述---------------------------------------------------------------------------

3.1.2主要功能特性---------------------------------------------------------------

3.1.3内部结构框图---------------------------------------------------------------

3.1.4各引脚排列------------------------------------------------------------------

3.2D/A转换器的选择-----------------------------------------------------------------

3.2.1DAC0832芯片--------------------------------------------------------------

3.2.2DAC0832主要特征参数--------------------------------------------------

3.2.3DAC0832的结构与工作方式--------------------------------------------

3.2.4DAC0832与AT89C52的接口设计-------------------------------------

3.3显示与键盘控制器7289A的芯片介绍-----------------------------------------

3.3.17289A芯片介绍------------------------------------------------------------

3.3.27289A与AT89C52接口电路--------------------------------------------

3.4功率放大器的设计-----------------------------------------------------------------

3.5硬件原理图--------------------------------------------------------------------------

3.6本章小结-----------------------------------------------------------------------------

4．软件设计----------------------------------------------------------------------------------

4.1主程序设计--------------------------------------------------------------------------

4.1.1主程序流程图---------------------------------------------------------------

4.2初始化程序--------------------------------------------------------------------------

4.3外部中断流程图--------------------------------------------------------------------

4.4延时程序-----------------------------------------------------------------------------

4.5源程序--------------------------------------------------------------------------------

4.6本章小结-----------------------------------------------------------------------------

5．调试分析-----------------------------------------------------------------------------------

5.1KELL51软件简介-----------------------------------------------------------------

5.1.1系统概述---------------------------------------------------------------------

5.1.2KeilC51单片机软件开发系统的整体结构---------------------------

5.2调试步骤-------------------------------------------------------------------------------

5.2.1逻辑的调试------------------------------------------------------------------

5.2.2模拟电路板的调试---------------------------------------------------------

5.3调试中的问题及解决方法--------------------------------------------------------

5.4本章小结-----------------------------------------------------------------------------

6．结论与展望-------------------------------------------------------------------------------

6.1结论-----------------------------------------------------------------------------------

6.2展望-----------------------------------------------------------------------------------

致谢----------------------------------------------------------------------------------------------

参考文献----------------------------------------------------------------------------------------

外文翻译----------------------------------------------------------------------------------------

1绪论

1.1函数发生器的发展与应用

1.1.1函数发生器的背景

　函数发生器是一种在科研和生产中经常用到的基本波形产生器，波形发生器[1]即通常所说的信号发生器，是一种常用的信号源，广泛应用于通信[2]，雷达[3][4]，测控[5]，电子对抗[6][7]以及现代化仪器仪表[8]等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备，和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有电参量的测量都要用到波形发生器。

随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波形，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。

可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波形发生器（ArbitraryWaveformGenerator，简称AWG）十分有必要，而且意义重大。

1.2国内外动态

1.2.1波形发生器的发展概况

波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。

函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、振动激励、通讯和仪器仪表领域。

在70年代前，信号发生器主要有两类：

正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。

这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。

同时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的凋节来实现输出频率的调节，因此很难将频率调到某一固定值；

二是脉冲的占空比不可调节。

在70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A／D和D／A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。

这时期的波形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。

90年代木，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器心⋯、但是HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统，它由HP8770A任意波形数字化和HPl776A波形发生软件组成。

HP8770A实际上也只能产生8中波形，而且价格昂贵。

不久以后，Analogic公司推出了型号为Data．2020的多波形合成器，Lecroy公司生产的型号为9100的任意波形发生器等。

到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过GHz的DDS芯片[38][39]，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003年，Agilent的产品33220A能够产生17种波形，最高频率可达到20M，2005年的产品N6030A能够产生高达500MHz的频率，采样的频率可达1．25GHz。

由上面的产品可以看出，函数波形发生器发展很快近几年来，国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面：

1．过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得波形发生器能应用于越来越广的领域。

波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易。

波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。

同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式，复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成V：

f（t）形式的波形方程的数学表达式产生。

从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展，各种计算机语言的飞速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。

目前可以利用可视化编程语言（如VisualBasic，VisualC等等）编写任意波形发生器的软面板，这样允许从计算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。

2．与VXI资源结合。

目前，波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及新近开发的VXI模块。

由于VXI总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求，在很多领域需要使用VXI系统测量产生复杂的波形，VXI的系统资源提供了明显的优越性，但由于开发VXI模块的周期长，而且需要专门的VXI机箱的配套使用，使得波形发生器VXI模块仅限于航空、军事及国防等大型领域。

在民用方面，VXI模块远远不如台式仪器更为方便瞄圳。

3．随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又重新繁荣起来。

不过现在新的台式仪器的形态，和几年前的己有很大的不同。

这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。

而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半。

1.3本文的主要工作内容

1.3.1原始数据

1．正弦波的频率范围：

下限频率为0.1Hz，上限频率暂时不确定，但应尽量提高，并在实验报告中分析影响上限频率的因素和已完成的最大值。

2．输出正弦波中不能含有尖峰干扰。

3．输出正弦波峰峰值最大为5V、最小幅度自定，幅度调节0.5V。

4．频率输入为数字量，在10Hz范围内分辨率为0.1Hz；

10～100Hz内为1Hz；

100～1000Hz内为10Hz。

5．扩展输出波形种类，如三角波、方波等，频率范围自定。

1.3.2技术要求

1．波形失真度：

±

3％

2．八位数码管显示

1.3.3工作要求

1．组建基于单片机的程控幅值函数发生器的总体结构框图；

2．根据设计测量范围和准确度要求，通过理论分析和计算选择电路参数；

3．根据操作功能要求，确定键盘控制功能；

4．按设计要求确定显示位数、指示类型和单位；

5．采用C语言编写应用程序并调试通过；

6．对系统进行测试和结果分析；

7．撰写论文。

2程控幅值函数发生器的设计方案

2.1总体方案设计

2.1.1方案选择

本设计主要用单片机AT89C52实现程控幅值