毕业设计开题报告格式工科.docx

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毕业设计开题报告格式工科

中北大学信息商务学院

毕业设计开题报告

学生姓名：

xx

学号：

xxxxx

学院、系：

信息与通信工程系

专业：

自动化

设计题目：

基于AT89C52单片机函数发生器设计

指导教师:

xx

2012年3月15日

毕业设计开题报告

1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1、毕业设计选题的目的和意义

当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进步，给人们带来了根本性的转变。

现代电子领域中，单片机的应用正在不断的走向深入，这必将导致传统控制与检测技术的日益革新[1]。

单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用，并走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响汽车，处处可见其应用。

因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一[2]。

信号发生器亦称函数发生器，主要作为实验用信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一[3]。

目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，波形种类多为锯齿、正弦、方波、三角等波形[4]。

用分立元件组成的函数发生器，通常是单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,不易调试;用集成芯片的函数发生器，可达到较高的频率和产生多种波形信号,但电路较为复杂且不易调试。

利用单片集成芯片的函数发生器，能产生多种波形,达到较高的频率,且易于调试;利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器，能产生任意波形并达到很高的频率,但成本较高[5]。

信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的一般可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。

但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点[6]。

在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。

而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC要很大[7]。

大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证。

体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。

一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加[8]。

利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低。

具有线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强，用途广泛等优点，并且能够对波形进行细微调整，改良波形，使其满足系统的要求。

只要对电路稍加修改，调整程序，即可完成功能升级[9]。

二、本课题的研究现状

本课题主要研究开发一个基于51单片机的实验用函数信号发生器，不但成本较低而且精度较高，最重要的是开发简单易于调试，具有一定社会价值和经济价值[10]。

当今是科技以及仪表设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的发展进步，给人们带来了根本性的转变[11]。

现代电子领域中，单片机的应用正在不断的走向深入，这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。

单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比，在智能仪表系统和办公自动化中得到广泛应用，因此，基于单片机的函数信号发生器普及是一种趋势[12]。

函数发生器作为一种常见的电子仪器设备，既能够构成独立的信号源，也可以是高新能的网络分析仪，频谱仪以及自动测试装备的组成部分，函数信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它是能够提高质量的精密信号源及扫描源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并且提高检测精度[13]。

美国安捷伦生产的33250A型任意波形发生器可以产生稳定，精度高和低失真的任意波形[14]。

国产的S1000型数字扫描信号发生器通过采用新技术，新器件实现高精度，宽频带的扫描源，同时应用DDS和镜像技术。

目前市场上的信号发生器多种多样[15]。

三：

研究内容和方法

1、查找并阅读相关资料，了解基本的内容,利用需求分析文档，对整个系统有个初步的架构.

2、搜寻实验用的文件文档集和研究过程中用到的各种工具软件.

3、根据已有的资料并借助绿色版PROTEUS对系统各模块进行分析、建模、设计、测试

参考文献：

[1]王建校等，《51系列单片机原理及C语言程序设计》．科学出版社，2002年

[2]王建校等，《电子系统设计与实践》．高等教育出版社，2008年5月。

[3]张鑫，华臻，陈书谦．《单片机原理及应用》．电子工业出版社，2005

[4]胡汉才．《单片机原理及其接口技术》．北京：

清华大学出版社，1996

[5]李建忠：

单片机原理及应用[M]，西安电子科技大学出版社2002。

[6]张伟、王力：

电路设计与制版[M]，北京人民邮电出版社2006。

[7]候继红、李向东：

protel99se实用技术教程[M]，中国电力出版社2004。

[8]郑郁正：

单片机原理及应用[M]，四川大学出版社2003。

[9]周树南、张伯颐：

电路与电子学基础[M]，科学出版社2000。

[10]江晓安、董秀峰、杨颂华：

数字电路[M]，西安电子科技大学出版社2002。

[11]李全利、迟荣强：

单片机原理及接口技术[M]，高等教育出版社2004。

[12]申忠如．《MCS-51单片机原理及其系统设计》．西安交通大学出版社，2008

[13]张克农等，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2005年

[14]刘君华，《现代检测技术与测试系统设计》，西安交通大学出版，1999年

[15]赵新民、王祁，《智能仪器设计基础》，哈尔滨工业大学出版社，1999年

[16]Jong-NamKim,Sung-ChealByun,Byung-HaAhn,FastFullSearchmotionEatimationAlgrithmUsingVariousMatchingScansinVideoCoding[j].IEEETrans,SyatMANCYBERNPTCAPPLREV,2001;540-548

[17]mINHOKim,lnguHwang,Soo-lkChae,AFastVLSIArchitechreforFull-SearchVariableBlockSizeMotionEstimationinMPEG-4AVUH.264[M].2004

[18]JindalM,RaoGN.AdaptiveBlockSUB-aamplingAlgorithumforMotion-estimationonSIMDProcessors[C].IntemationalConfe-renceonImageProcessing,2004

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

本选题的函数发生器主要目标是学习和运用单片机的C语言和汇编语言，通过现有多功能电子学习机部分已有的器件，实现利用单片机AT98C52和8位D/A转换芯片DAC0832共同实现正弦波、方波、三角波、锯齿波这四种常见波形的发生，并且可以接收外键盘输入而在一定范围内改变频率可以在没有波形发生器的情况下仍能得到一些简单的波形来进行实验。

（一）　硬件电路的实现原理与构思

1　AT89C52单片机控制两片DAC0832的原理图

图1.1AT89C52控制两片DAC0832原理图

因为AT89C52单片机自身便有一个64K的程序存储器，所以不用扩展外加程序存储器。

由单片机编程即可由单片机输出所需要信号的数字量，再由D/A转换器将数字量转化为模拟电流输出，通过运放转化为模拟电压输出。

因为D/A数模转换器的最大输出电压是由其输入的基准电压来控制的，所以只要能控制D/A的基准电压便可以控制输出幅度，实现幅度可调。

所以设计用两片DAC0832来输出信号，第一片D/A用来输出信号，第二片D/A用来控制第一片D/A的基准点压。

其中用P0口作为两片D/A的数据总线，P2口的P2.0和P2.1口用来控制两片D/A的选通。

2　键盘显示电路的构思

由于本设计要求控制波形的幅度和频率，所需按键较多，所以设计选用P1口来扩展4×4键盘。

由于4×4键盘的设计已很普遍，所以在本文中不加以介绍。

本设计中要求用数码管显示输出信号的幅度和频率等信息，而这些信息在信号输出的时候是不需要时刻改变的，所以设计中选用静态数码管显示，由单片机的串行通信口输出显示数据。

这样可以节省单片机的端口来做其它的用途，给予了装置可优化性。

图1.2　显示电路方框图

图中只给出两位数码管的显示，可以按要求任意扩展N位数码显示，每扩展一片74LS164，可以增加一位LED显示器。

所要显示的数据由RXD串行发送出去，由74LS164转化为并行输出，再由LED显示。

这样，在显示数据输送完毕之后，主程序可以不必扫描显示器，从而使CPU能用于其它工作。

（二）　软件设计的构思

1　幅度控制

由于D/A数模转换器输出的最大幅度可以用其基准电压来控制，所以控制第二片D/A数模转换器输出给第一片D/A数模转换器的电压值就可控制信号幅度。

因此，送入第二片的值是几个固定的值。

由于DAC0832内部具有锁存器，所以只需向第二片D/A送值一次，直到下一次改变信号幅度。

2　频率控制

单片机内部数据只有0、1之分，所产生的信号也都是离散信号。

为了能够让单片机输出所需的数字信号，我们采用对信号采样、量化的方法来实现由单片机产生所需信号。

在本设计中，对信号的四分之一周期采样19个幅度值，通过反复查表来输出幅度值，而整个信号是通过正查表和逆向查表来实现的。

采样的点越密，信号失真度也就越小。

两次采样点的输出时间间隔是由定时、计数器来控制的，因此，通过控制不同的计数初值就可以控制整个信号的频率。

计数时间=信号周期/72。

计数次数=计数时间/机器周期。

对应的，计数初值=65536－计数次数。

单片机只能产生离散频率的信号，所以所得到的信号频率不是连续的，而是离散的频率点。

由于这部分计算位数较多，不适合用单片机编程来计算计数初值，所以本设计中将各频率的计数初值算出，让单片机按控制命令来查表控制频率。

正弦波和三角波的频率控制方法都与上述方法相同，而方波的频率控制是半周期计数，经过半周期只需改变输出为最大或最小电平即可。

本设计为低频信号发生器，在频率只有几十赫兹的时候计数次数将很大，因此计数器的工作方式选为工作方式1，每次计数器溢出时需要重新装入计数初值。

毕业设计开题报告

指导教师意见：

指导教师：

年月日

所在系审查意见：

系主任：

年月日

附件：

参考文献格式

学术期刊作者﹒论文题目﹒期刊名称，出版年份，卷（期）：

页次

如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。

例如：

[1]李峰，胡征，景苏等.纳米粒子的控制生长和自组装研究进展.无机化学学报，2001,17（3）:

315~324

[2]J.Y.Li,X.L.Chen,H.Li.Fabricationofzincoxidenanorods.JournalofCrystalGrowth,2001,233:

5～7

学术会议论文集作者﹒论文题目﹒文集编者姓名﹒学术会议文集名称，出版地：

出版者，出版年份：

页次

例如：

[3]司宗国，谢去病，王群﹒重子湮没快度关联的研究﹒见赵维勤，高崇寿编﹒第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：

中国高等科学技术中心，1996：

105

图书著者﹒书名﹒版本﹒出版地：

出版者，出版年﹒页次

如果该书是第一版则可以略去版次。

例如：

[4]韩其智，孙洪洲﹒群论﹒北京：

北京大学出版社，1987﹒101

预印本作者﹒论文题目﹒预印本编号（出版年份）

例如：

[5]XiaofengGuoandJianweiQiu﹒Theleadingpowercorrectionstothestructurefunctions﹒hep—ph/9810548（1998）

学位论文作者﹒论文题目﹒学士（或硕士、博士）学位论文.出版地：

出版者，出版年份

例如：

[6]陈异.纳米粒子形貌控制研究.硕士学位论文.北京：

中国科学院,2002

电子文献主要责任者.电子文献题名﹒电子文献的出处或可获地址.发表或更新日期

例如：

[7]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展.1998-08-16

专利专利所有者.专利名称.专利国别：

专利号，日期.

例如：

[8]姜锡洲.一种温热外敷药制备方案.中国专利：

881056073，1989-07-26.