1、毕业论文（设计）开题报告 （学生填写） 学号学号 姓名姓名 指导教师指导教师 题目题目 基于 51 单片机的多种波形函数发生器的设计与制作 课题内容：课题内容： 函数信号发生器是一种能够产生三角波、矩形波、锯齿波、正弦波等多种波形的 电路。它在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原 理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器 1。 函数信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，正弦波、三角 波和锯齿波是常用的基本测试信号，因此它被广泛地应用于电子电路、自动控制系统 和教学实验等领域。如果用分立元件组成的函数发生器,通常是单函
2、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,就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 2。 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,但是成本较高 3。本课题主要通过运用 软件编程来完成波形产生的过程，可降低硬件成本与调试的繁琐，提高系统运行的稳 定性 4。 本课题的主要内容是对多种波形函数发生器的研究与设计。 1、设计要求：可在 0.01Hz16kHz 范围内产生方波、三角波、正弦波、锯齿波信号， 幅值峰-峰变化范围为 0.12
3、0V， 且波形幅值可调， 通过 LCD 显示波形的幅值与频率 5。 2、根据设计要求确定系统中输入/输出信号的种类、数量和特点； 3、确定 CPU 的选型、函数产生电路以及硬件接口等配置； 4、进行硬件设计，主要是整个系统的电路图的绘制；进行软件设计，根据要求编写 控制程序。 课题关键问题及难点：课题关键问题及难点： (1)主要关键问题： 1、 定量函数发生器的相关理论和技术以及研究现状和发展应用情况。 2、 芯片的选型和电路的设计。 3、 如何完成硬件各模块电路的制作和调试。 4、 采用 KeilC 软件进行程序的调试与运行，并能实现基本功能。 (2)主要难点： 一、对各种所要产生波形的不同
4、算法要有具体的了解。 二、根据不同波形显示以及频率的要求来对单片机类型的选择。 拟采取的方式、方法及实施方案（主要技术路线） ：拟采取的方式、方法及实施方案（主要技术路线） ： （1）方式 在指导老师的指导下，搜集查阅相关资料，利用单片机、波形输出电路、波形发 生算法完成模块的设计，然后把各模块连接起来实现设计要求。 （2）方法 函数发生器的设计需要在对要求信号波形特点进行分析后，根据波形产生的规律 设计波形产生的算法，并根据信号的频率范围选择控制器以及波形输出器件的类型。 以系统设计的思想对设计方案进行充分论证后，利用 51 系列单片机为控制芯片，与 波形输出电路配合完成系统电路的设计，并确
5、定各部分电路，结合具体的器件、设备， 绘制出电路的原理图。利用单片机开发装置编写软件并调试仿真，测试各部分数据以 达到预期效果。 （3）方案 函数发生器的具体实现方案如图 1 所示，通过 51 单片机检测是否有功能键的按 下，若有键按下，则查询按键代码并通过数/模转换成模拟信号，由于信号较弱，需要 通过放大器放大输出相应的波形，如果没有键按下，则保持上次波形。 功能按键 51 单片机 D/A 转换 放大器 显示电路 输出 图 1 系统的结构图 51 单片机：以 51 单片机为控制核心，对设定信号进行检测，进行波形数字信号 的处理，以及输出相应的波形数据，驱动 D/A 转换以及驱动显示单元电路
6、6。 功能按键:用以选择波形的种类和设定输出频率 7。 D/A 转换器：把单片机输出的波形数据转换成模拟电压信号 8。 放大器：由于 D/A 转换的波形信号弱，需要通过放大器进行放大输出。 显示电路：用于显示 51 单片机检测的波形的频率以及幅值 9。 参考文献：参考文献： 1宗荣芳.智能函数信号发生器的设计J.信息技术与信息化，2007，第一卷 （02）:38-39. 2刘建成.基于 DDS9834 的函数信号发生器的设计J.现代电子技术,2007，第三卷 （02）:211-212. 3华成英编著.数字电子技术基础（第四版）M.高等教育出版社 2006. 4杜华.任意波形发生器及应用J.国外电子测量技术，2005.1：3840. 5童诗白.模拟电路技术基础M.高等教育出版社,2000. 6王平.计算机控制系统M.自动化教学部，2009. 7何立民.51 系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社,1990. 8戚勇.数字式低频信号发生器的软件设计J.山东理工大学学
