1. 研究目的与意义
函数发生器是一种常用的信号源,广泛应用于各种电子技术领域。一开始,信号发生器多采用模拟电子技术,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。由于模拟电路的漂移较大,使其输出的波形的幅度稳定性差,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,如果要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。
科技及工业应用要求提供的信号越来越精密,简介推动了函数信号发生器的发展和推广,成为工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具,它作为一种精密的测试仪器,在电子行业得到了广泛的应用。根据函数信号发生器原理分析,我们知道最常用的就是我们经常会用到锯齿波信号产生器作为时基电路。信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具,它必然将向更高性能的方向发展。作为一种仪器,我们必然要考虑其所带来的效费比,而单片机的应用能够极大的提高函数信号发生器的功能与效费比。因此基于单片机的函数信号发生器的设计具有非常重要的实践意义和广阔的应用前景。
2. 课题关键问题和重难点
要求:
1、熟悉函数信号发生的基本原理 。
2、设计基于单片机AT89C51 产生方波、三角波、锯齿波、正弦波的模块电路。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.正弦振荡器基本原理
许多不同组态的电路,即使在没有输入信号激励的情况下,也能输出一个基本上是正弦形的输出波形。我们将在下文讨论所有这些振荡器的基本原理,除了确定产生振荡所需的条件之外,还研究振荡频率和振幅的稳定问题。
假定恰好将信号调整到完全等于外加的输入信号。由于放大器无法辨别加給它的输入信号的来源,于是就会出现如下情况:如果除去外加信号源,而将2端同1端接在一起,则放大器将如以前一样,继续提供一个同样的输出信号。当然要注意,=这种说法意味着和的瞬时值在所有时刻都完全相等。条件=等价于,即环路增益必须等于1。
4. 研究方案
方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换,具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。
方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环,将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需要频率上。
方案三:利用AT89C51单片机芯片、DAC0832芯片、滤波器、键盘等模块设计一个能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、函数信号发生器,并对相关参数进行调节。以上波形输出频率范围1--1000Hz可调, 输出幅度可调,峰峰值在010V之间变化。
5. 工作计划
| 2022-2023-1学期第15-16周 | 完成选题,查阅相关中英文资料,进行相关技术的学习; |
| 第17周 | 与导师沟通进行课题总体规划 |
| 第18周 | 导师下发毕业设计(论文)任务书,学生根据导师的要求进行外文翻译,列出开题报告大纲 |
| 第19周 | 撰写开题报告 |
| 2022-2023-2学期第1-2周 | 提交开题报告 |
| 第3-5周 | 对方法进行详细学习研究, |
| 第6-7周 | 对所研究的方法,进行编程仿真 |
| 第7-8周 | 对实验数据进行分析对比,提交毕业设计论文提纲给指导老师审阅 |
| 第9-11周 | 完成毕业论文初稿 |
| 第12周 | 在教师的指导下对撰写的论文进行修改,提交论文终稿及合格的论文检测报告、毕业设计(论文)资料装袋 |
| 第13周 | 筹备毕业答辩相关事宜,制作参加毕业答辩的演示课件。参加毕业答辩,并提交全部文档和成果材料 |
