数字信号发生器的设计毕业设计.docx

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数字信号发生器的设计毕业设计

编号：

审定成绩：

河北工程大学机电学院毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

数字信号发生器的设计

单位（系别）：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

专业：

矿山机械

班级：

机制0907班

学号：

0

指导教师：

答辩组负责人：

填表时刻：

2013年5月

河北工程大学机电学院教务处制

河北工程大学机电学院毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目数字信号发生器的设计

学生姓名学院机电学院专业机制矿机年级09班别09机制7班

指导教师职称下达任务日期年月日

主

要

研

究

内

容

、

方

法

和

要

求

研究内容：

设计一种数字信号发生器，能够实现显示输出波形，即正弦波、方波、三角波而且还能通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终显示各自的类型以及数值

研究方法：

利用AT89S52单片机采用程序设计方法产生弦波、方波、三角波三种波形，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，外加一个数据储存器RAM62256

设计要求：

调试所设计的系统程序，能够实现系统设计基本要求。

所设计的系统具有一定的实用性。

计

划

进

度

——：

查阅相关资料，熟悉论文题目相关知识；

——：

确定系统设计方案以及画出电路图等；

——月末:

完成毕业设计

主

要

参

考

文

献

[1]戴仙金主编51单片机及其C语言汇编程序开发实例清华大学出版社，2008

[2]高吉祥主编全国大学生电子设计竞赛培训系列教程电子工业出版社，2007

[3]杨素行主编模拟电子技术基础简明教程高等教育出版社，2007

[4]蒋辉平主编单片机原理与应用设计北京航空航天大学出版社2007

[5]赵晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津：

天津大学出版社，．

指导教师签字______________年___月____日

教学部主任签字____________年___月____日

备注：

此任务书由指导教师填写，并于毕业设计（论文）开始前下达给学生。

可加附页。

摘要

波形发生器是信号源的一种，要紧给被测电路提供所需要的己知信号（各类波形），然后用其它仪表测量感爱好的参数。

可见信号源在各类实验应用和实验测试处置中，它的应用超级普遍。

它不是测量仪器，而是依照利用者的要求，作为鼓励源，仿真各类测试信号，提供给被测电路，以知足测量或各类实际需要。

目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的功效。

但总的来讲，我国波形发生器尚未形成真正的产业。

就目前国内的成熟产品来看，多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，而且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这种产品的研制显得迫在眉睫。

本系统利用单片机AT89S52采纳程序设计方式产生锯齿波、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，能产波形。

通过键盘来操纵三种波形的类型选择、频率转变，并通过液晶屏1602显示其各自的类型和数值，系统大致包括信号发生部份、数/模转换部份和液晶显示部份三部份。

【关键词】信号发生器锯齿波方形波矩形波单片机

ABSTRACT

Waveformgeneratorsignalsourceisacircuitundertest,mainlytoprovidetherequiredknownsignal（avarietyofwaveforms）,thenwithotherinstrumentmeasuringtheparametersofinterest.Visiblesignalsourceinavarietyofexperimentalandtestprocessing,itsapplicationisverybroad.Itisnotameasurementinstrument,butaccordingtotheuser'srequirements,astheexcitationsource,simulationtestsignal,isprovidedtothecircuittobetested,tomeettheneedsofmeasuringorvariouspracticalneeds

Atpresentourcountryhasalreadystartedthedevelopmentofawaveformgenerator,andachievedgratifyingresults.Butonthewhole,ourcountryhasnotformrealwaveformgeneratorindustry.Onthecurrentdomesticmatureproducts,anumberofPCequipmentcard,independentoftheinstrumentandVXIsystemmodulesrarely,andourcurrentwaveformgeneratortypesandpropertiesareassociatedwithsimilarforeignproductsinthelargergap,sostepuptothiskindofproductdevelopmentisimminent.

ThissystemusessinglechipmicrocomputerAT89S52usingprogramdesignmethodforgeneratingsawtooth,sinewave,squarewavethreewaveform,thenthroughD/AconverterDAC0832convertsdigitalsignalsintoanalogsignals,filteringandamplifying,andultimatelybytheoscilloscopedisplay,canproducethewaveform.Throughthekeyboardtocontrolthethreewaveformselection,frequencychange,andthroughthe1602LCDdisplaytheirrespectivetypesandvalues,systemgenerallyincludesasignalgeneratingpart,aD/Aconversionpartandaliquidcrystaldisplaypartthreepart.

【Keywords】Signalgeneratorsquarewavesawtoothwaverectangularwavesinglechipmicrocomputer

前言

不论是在生产仍是在科研与教学上，信号发生器都是电子工程师仿真实验的最正确工具。

随着我国经济和科技的进展，对相应的测试仪器和测试手腕也提出了更高的要求，信号发生器己成为测试仪器中相当重要的一类，因此开发信号发生器具有重大意义。

传统的信号发生器采纳专用芯片，本钱高，操纵方式不灵活。

此刻很多设计利用单片机灵活的操纵、丰硕的外设处置能力，实现频率、幅值可调的函数波形的输出，同时能够依照需要方便地实现各类比较复杂的调频、调相和调幅功能，具有良好的有效性[1]。

第一章数字信号发生器的介绍

第一节数字信号发生器的概念

●概念

数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。

二进制码确实是一种数字信号。

二进制码受噪声的阻碍小，易于有数字电路进行处置，因此取得了普遍的应用。

凡是产生测试信号的仪器，统称信号源也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。

在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中利用的待测设备的鼓励信号。

当要求进行系统的稳态特性测量时，需利用振幅、频率已知的正弦信号源。

当测试系统的瞬态特性时，又需利用前沿时刻、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。

而且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在必然范围内进行精准调整，有专门好的稳固性，有输出指示。

●应用

数字信号发生器是电子电路设计、自动操纵系统和仪表测量校正调试中应用很多的一种信号发生装置和信号源。

普遍地应用在电子技术实验、自动操纵系统和通信、仪器仪表、操纵等领域的信号处置系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。

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普遍的应用。

各类波形曲线均能够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普遍的用途。

例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，那个地址的射频波确实是载波，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[2]。

●数字信号的特点：

（1）抗干扰能力强、无噪声积存。

在模拟通信中，为了提高信噪比，需要在信号传输进程中及时对衰减的传输信号进行放大，信号在传输进程中不可幸免地叠加上的噪声也被同时放大。

随着传输距离的增加，噪声积存愈来愈多，以致使传输质量严峻恶化。

关于数字通信，由于数字信号的幅值为有限个离散值（通常取两个幅值），在传输进程中尽管也受到噪声的干扰，但当信噪比恶化到必然程度时，即在适当的距离采纳裁决再生的方式，再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号，因此可实现长距离高质量的传输[3]。

（2）便于加密处置。

信息传输的平安性和保密性愈来愈重要，数字通信的加密处置的比模拟通信容易患多，以话音信号为例，通过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密、解密处置。

（3）便于存储、处置和互换。

数字通信的信号形式和运算机所用信号一致，都是二进制代码，因此便于与运算机联网，也便于用运算机对数字信号进行存储、处置和互换，可使通信网的治理、保护实现自动化、智能化。

（4）设备便于集成化、微型化。

数字通信采历时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部份电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小、功耗低。

（5）便于组成综合数字网和综合业务数字网。

采纳数字传输方式，能够通进程控数字互换设备进行数字互换，以实现传输和互换的综合。

另外，业务和各类非话业务都能够实现数字化，组成综合业务数字网。

　　（6）占用信道频带较宽。

一路模拟的频带为4kHz带宽，一路数字约占64kHz，这是模拟通信目前仍有生命力的要紧缘故。

随着宽频带信道（光缆、数字微波）的大量利用（一对