波形发生器——模电课程设计

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1、 本科生课程设计本科生课程设计 课程： 模拟电子技术基础 题目： 波形发生器 模拟电子技术课程设计 2 摘要摘要 波形发生器是用来产生一种或多种特定波形的装置，这些波形通 常有正弦波、方波、三角波、锯齿波，等等。以前，人们常用 模拟 电路来产生这种波形，其缺点是电路结构复杂，所产生的波 形种类 有限。 随着单片机技术的发展， 采用单片机电路产生各种 波形的方法已 变的越来越普遍。 虽然， 可能产生的波形会呈微小 的阶梯状， 但是， 只要设计得当， 这一问题可以得到一定的解决。本设计使用的是 555_virtual 构成的发生器,可产生三角波、方波、正弦波等多种特 殊波形和任意波形， 波形的频率

2、可用程序控制改变 本设计制作的 波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角 波、 锯齿波等。 模拟电子技术课程设计 3 目录 1 设计的目的及任务 （4） 11 课程设计的目的 . （4） 12 课程设计的任务与要求 . （4） 13 课程设计的技术指标 . （4） 2 电路设计总方案及原理框图 （6） 21 电路设计原理框图 . （6） 22 电路设计原理图 . （6） 23 方案设计 . （7） 24 主要芯片介绍 . （7） 3 各部分电路设计 （9） 3.1 系统的电路总图 (9) 3.2 正弦波 (9) 3.3 方波产生电路 . (10) 3.4 三角波 . (12) 4

3、 电路仿真 (14) 4.1 Multisi (14) 4.2 仿真电路. (14) 5 实验结果 (17) 5.1 调试产生方波-三角波的电路 (17) 5.2 设计数据. (17) 6 设计总结 (18) 7 仪器仪表清单 (20) 模拟电子技术课程设计 4 1 设计的目的及任务 1.1 课程设计的目的 1.1.1利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计， 锻炼学生理论联系实 际、 提高我们的综合应用能力。 1.1.2本次课程设计是以微机为基础， 设计并开发能输出多种波形 （正 弦波、 三角波、锯齿波、方波、梯形波等）且频率、幅度可变的函数发生器。 1.1.3掌握各个接口芯片的功能特性及接

4、口方法，并能运用其实现一个简单 的微机应用系统功能器件。 1.1.4在平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大 家 也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此，缺乏一种系统的设计锻炼。 在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一 起。 1.1.5通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器，使得我对系统的整 个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目， 更可以锻炼大家微机知识的应用。 1.2 设计任务和要求 1.2.1设计要求： 设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。 输出波形频率范围为 0.02

5、HZ20HZ 且可连续调。 各种波形幅值均连续可调。 设计电路所需的直流电源。 写出设计报告 1.2.2方案论证，确定总体电路原理方框图及原理图。 1.2.3单元电路设计，元器件选择。 1.2.4仿真调试及测量结果 1.3 设计的技术指标 模拟电子技术课程设计 5 1.3.1 可实现正弦波，并且正弦波在信号频率范围 20Hz20kHz 连续可调；频 率稳定度较高。实现了方波，三角波，锯齿波，并且信号幅度可以在一定范围内 连续可调 1.3.2 各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调 1.3.3 设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进 一步测出其输出电压的范围。 模拟电

6、子技术课程设计 6 2 电路设计总方案及原理图 2.1 电路设计原理框图 图 1 2.2 电路原理图 图 2 RC 振荡电路 积分电路 方波 三角波 反相输入的滞回比较 生成 生成 输入 积分电路 输入 模拟电子技术课程设计 7 2.3 方案设计 2.3.1 电路设计： 由 RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波，经过滞回比较器输出的方波经过积分 器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，然后经过同相输 入迟滞比较器和充放电时间常数不等的积分器，共同组成锯齿波电压产生器电 路。 2.3.2.设计思路： 课设需要各个波形的基本输出。如输出锯齿波、三角波、方波。这些波形的 实现的具体步骤：锯齿波实现很简单，只需要一开始定义一 个初值，然后不断 的加 1，当溢出后又重初值开始加起，就这样循环下去。三角波的实验过程是先 加后减，实现方法是先从 00H 开始加 1 直到溢出后就执行减 1 操作，就这样 不断调用这个循环。方波的实现方法是连续输出一个数，到某个时候就改变一下 值，可以把值定义为正极性的，也