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

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DAC0832

Based on SCM sine wave signal generator design

Abstract: Signal generator used more and more widely, to signal generator frequency stability, the spectrum purity, frequency range and output signal frequency fine-tune resolution higher and higher demands are proposed, the average frequency source cannot have satisfied the high standard requirement of modern electronic technology. So this design USES A AT89C51 as control core, through the D/A converter DAC0832 converts digital signals into analog signals, filter and amplification, finally shown by oscilloscope 1HZ - 180HZ, can produce the sine wave. Through the keyboard to control the waveform frequency variation, and through the LCD display of the waveform and 1602 frequency and amplitude values of size.

Key word: Signal generator; AT89C51; D/A converter DAC0832

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南京交通职业技术学院

目录

1、概述............................................................................................................................................. 1 2、系统设计 ..................................................................................................................................... 1

2.1设计构思 ............................................................................................................................. 1 2.2方案设计与论证 ................................................................................................................. 1

2.2.1 信号发生电路方案论证 ......................................................................................... 1 2.2.2 单片机的选择论证 ................................................................................................. 2 2.2.3、显示方案论证 ....................................................................................................... 2 2.2.4、 键盘方案论证 ..................................................................................................... 2

3、 总体系统设计 ........................................................................................................................... 2

3.1、硬件实现及单元电路设计 .............................................................................................. 3

3.1.1 单片机最小系统的设计 ......................................................................................... 3 3.1.2、波形产生模块的设计 ........................................................................................... 4 3.1.3、显示模块的设计 ................................................................................................... 4 3.2、系统软件的设计流程 ...................................................................................................... 5

3.2.1、keil uvision3开发环境简介 ................................................................................. 6 3.2.2、proteus7.5软件简介 ............................................................................................. 7 3.2.3、keil uvision3与proteus7.5联机调试简介 .......................................................... 7

4.输出波形的检查与频率的调试 .................................................................................................... 7

4.1 测试仪器及测试说明 ........................................................................................................ 7 4.2 测试结果 ............................................................................................................................ 8 5、结束语......................................................................................................................................... 9 参考文献......................................................................................................................................... 10 致谢 ................................................................................................................................................ 11 附录 ................................................................................................................................................ 12

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1、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

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