课程设计--基于单片机的函数信号发生器

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1、 课题 智能信号发生器设计 专业 测控技术与仪器 基于单片机的函数信号发生器 2 目录 第一章 绪 论 3 1.1 设计背景及意义 . 3 第二章 整体设计 . 6 21 设计思路 6 22 系统硬件设计 7 第三章 单片机 AT89S51 介绍 . 8 3.1 单片机的选择 8 3.2 AT89S51 主要性能 7 3.3 AT89S51 主要特点 . 7 第四章 硬件设计 10 4.1 信号发生部分 . 8 4.2 频率计数器部分 . 9 4.2.1 利用 AT89S51 计数 . 9 43 放大电路 . 11 4.4 LCD 显示器 11 4.4.1 数码管的选择 11 4.4.2 数码

2、管段驱动芯片 74LS573 . 12 4.4.3 键盘电路设计 15 第五章 程序设计 . 17 5.1 信号频率数据采集程序 17 5.1.1 程序设计的语言 .错误错误! !未定义书签。未定义书签。 5.2 程序设计 15 5.3 正弦波的产生 16 5.4 方波的产生 16 5.4.1 方波流程图 17 5.4.2 程序设计 . 17 5.5 三角波的产生 18 5.5.1 三角波产生的流程图 . 19 5.5.2 三角波程序设计 . 19 5.6 键盘程序设计 20 5.6.1 键盘扫描程序 . 20 5.6.2 键盘处理程序设计 . 21 5.7 数码管程序设计 23 设计总结 2

3、3 参考文献 24 致谢 .错误错误! !未定义书签。未定义书签。 基于单片机的函数信号发生器 基于单片机的函数信号发生器 3 摘摘 要要: : 函数（波形）信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角 波等）信号。它在军事方面，如航天飞机的飞行控制、卫星陀螺仪的控制以及导弹发射架的起降控 制等。在民用方面，如在生产制造以及一些厂矿企业，对电机的正反转的控制，以及工厂机器人和 机械手的控制等。 所以说函数信号发生在军事国防和现代化工业生产上也具有广泛地应用前景。 而 本系统就能够产生正弦波、方波、三角波，同时还可以作为频率计测频率。函数信号的产生由 MAX038、AT89S

4、51 和外围电路完成，能产生 1HZ-20MHZ 的波形。当我们通过，相应的按键输入时， 所产生模拟信号， 通过单片机的计算和相应的程序语言环境下， 由数码显示器进行显示。 操作方便、 维护简单、可靠性性高，因此对环境的适应能力相当强。 本文在针对现有的函数信号发生器基础上， 将单片机等电子元器件常规控制， 通过合理的选择 和设计，大大提高控制水平以及控制精度，使函数信号发生器达到较为理想的运行效果。 在介绍单片机基本结构的基础上，深入分析单片机的工作原理，阐述单片机的特点和优点，重 点分析单片机的硬件设计和软件设计， 研究分析并提出基于单片机的函数信号发生器设计的实现方 案，最后对本论文进行

5、总结。 第一章 绪 论 1 1、1 1 设计背景设计背景及意义及意义 对于函数信号发生器来说，一般常用模拟电子器件构成电路，在终端接上显 示器。当接通电源时，来进种波形来模拟。可是用模拟电子器件来进行对函数号 的模拟，会有很多的缺点，比如：首先，电路设计较为复杂，需要进行大规模的 计算及实验，无法进行预估，容易出错；其次，花费较大；最后，电路连接的导 线等在通电后容易产生较大的电磁，导致相互影响，从而使得模拟出来的函数信 号，有着相当大的误差，继而人们需要加装相应的滤波电路等代价太大。 进入二十一世纪以来，随着科学技术的发展和计算机技术的发展单片机技术的发 展与成熟。单片机自动完成赋予它的任务

6、的过程，也就是单片机执行程序的过 程，即一条条地执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种 操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的， 一条指令对应着一种基本操作。因此单片机具有以下几个特点： 1、单片机 集成度高。单片机包括 CPU、4KB 容量的 ROM（8031 无）、128 B 容量的 RAM、 2 个 16 位定时/计数器、4 个 8 位并行口、全双工串口行口；2、系统结构简 单，使用方便，实现模块化；3、单片机可靠性高，可工作到 106 107 小 时无故障；4、处理功能强，速度快。 根据以上的特点，单片机应用于军事 基于单片机的函数信号发生器 4 方面和民用方面。例如，在军事方面上的导弹导航装置，飞机上各种仪表的 控制，计算机的网络通讯与数据传输等；在民用方面上的工业自动化过程的 实时控制和数据处理。 由于单片机的具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和 使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现 诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流