毕业设计：基于单片机的函数信号发生器设计.doc

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基于单片机函数发生器设计


一、课题来源
为了实现输出多种波形的功能，基于单片机的控制及各电子器件与单片机间的联合，编写相应的软件，设计一种信号发生器。以适应各种理论研究。


二、研究的目的和意义

函数发生器亦称信号发生器，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。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。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。
函数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。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。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。
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。
三、参考文献及资料名称

【1】 徐爱钧，智能化测量控制仪表原理与设计，北京航空航天大学出版社，2004
【2】 徐爱钧等，Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与u Vision2应用实践，电子工业出版社，2004

【3】 周润景等，基于PROTEUS的电路的及单片机系统设计与仿真，北京航空航天大学出版社，2006
【4】 余永权等，单片机在控制系统中的应用，电子工业出版社，2006
【5】 周灵彬，PROTEUS的单片机教学与应用仿真，单片机与嵌入式系统应用，2008
【6】 沙占友，单片机外围电路设计，电子工业出版社，2005
【7】 沈红卫，基于单片机的智能系统设计与实现，电子工业大学出版社，2005
【8】 朱善君等，单片机接口技术与应用，清华大学出版社，2005
【9】 张靖武等，单片机系统的PROTEUS设计与仿真，电子工业大学，2007
【10】 宁成军等，基于Proteus和Keil接口的单片机外围硬件电路仿真，现代电子技术，2006
【11】 孙德文，微型计算机技术，高等教育出版社，2005（7）
【12】 汪文等，单片机原理及应用，华中科技大出版社，2007


四、国内外发展趋势及研究主攻方向
我国的单片机应用始于80年代，虽然发展迅速，但相对于世界市场我国的占有率还很低。到目前为止，由于我国的微电子技术和制造工艺都比较落后及国外单片机的竞争等原因，我国还没有设计生产出自己的单片机。国内的单片机目前注重的还只是低中档的应用，普遍采用的是8或16位的单片机，对宏单片机和DSP等高档的应用还处于初始阶段。
单片机的发展趋势为：低功耗与高性能、低电压、低噪声与高可靠性、采用CMOS技术、外围电路内装、串行扩展技术等。同时，单片机的快速发展也带动着基于单片机的信号发生器的快速发展。