信號發生器電路設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 //寫squ write_data(0x73)。 //s write_data(0x71)。 //q write_data(0x75)。 //u三角波：write_(0x80+0x00)。 //寫thr write_data(0x74)。 //t write_data(0x68)。 //h write_data(0x72)。 //r鋸齒波：write_(0x80+0x00)。 //寫sawwrite_data(0x73)。 //swrite_data(0x61)。 //awrite_data(0x77)。 //w0x80+0x00為第一行開頭所對應的地址，write_data()括號內是字母所對應的代碼，當顯示完一個字母后地址自動加1。由于通過bai、shi、ge表示頻率的百位、十位和個位，因此，只需將bai、shi、ge按順序發送到液晶即可，三個數字顯示地址遞增，在液晶第二行開頭顯示頻率值和頻率單位Hz。程序如下：void xsf() //顯示頻率 { write_(0x80+0x40)。 //第二行開頭 write_data(0x30+bai)。 //寫百位 write_(0x80+0x41)。 write_data(0x30+shi)。 //寫十位 write_(0x80+0x42)。 write_data(0x30+ge)。 //寫個位 write_data(0x48)。 //H write_data(0x5a)。 //z}第5章 仿真結果及分析167。 功能實現 利用Proteus仿真軟件進行仿真分析，連接好系統硬件仿真電路圖，然后進行下載仿真。167。 初始化經仿真開始后，液晶能實現在第一行開頭顯示波形類型，在第二行顯示波形頻率的功能，顯示比較穩定，滿足設計要求。結果如圖51所示：圖51 顯示模塊結果圖圖中內容如下：顯示類型：sin——正弦波顯示頻率：200Hz顯示幅值：（文中幅值均表示峰峰值）167。 正弦波仿真通過鍵盤，對正弦波信號的頻率、幅度進行調節，通過液晶顯示屏和示波器觀察調節后的信號，得到不同頻率、不同幅度的正弦波信號，如圖553所示：圖52 正弦波仿真一圖52中，正弦波頻率為5Hz，幅度為5V。圖53 正弦波仿真二圖53中，正弦波頻率為75Hz。由圖可以看出，產生的正弦波并沒有太大失真，只是在兩個周期相連接的地方會有一段延時存在。167。 方波仿真同正弦波一樣，利用矩陣鍵盤對產生的方波進行設定頻率，如圖555所示：圖54所示的方波頻率為100Hz，；圖55所示的方波頻率為15Hz，；圖54 方波仿真一圖55 方波仿真二在仿真時，方波在垂直方向上會出現輕微抖動，由圖可以看出，所產生的方波比較規整，高低電平所占比例幾乎相等。這是在頻率較低的時候，當頻率較高時，方波會失真，高電平持續時間較長，低電平持續時間較短，造成高低電平比例不等，不符合方波的特點。167。 三角波仿真所產生的三角波波形如圖557所示：圖56所示的三角波頻率為75Hz，；圖57所示的三角波頻率為15Hz，圖56 三角波仿真一圖57 三角波仿真二當頻率較高時，三角波會失真，造成本應該是線段的波形成為了弧線狀，不與三角波相符。167。 鋸齒波仿真由于DAC0832的特點，使得所產生的波形并不是遞增的，而是與之想對應的遞減的波形，如圖559所示：圖58 鋸齒波仿真一圖中58所示鋸齒波頻率為20Hz，；圖59 鋸齒波仿真二圖59所示鋸齒波頻率為170Hz，；當頻率較高時，鋸齒波也發生失真，波形形狀為拋物線狀。167。 鍵盤功能在系統剛運行時，按調頻鍵（115號按鍵），所顯示的頻率值并沒有變化，按一下16號鍵后才可以調頻，可以循環設置百位、十位、個位。不過調頻后需要經過一段時間才能看到信號的變化；按下13號按鍵，就可以切換波形。167。 結果及誤差分析通過Proteus軟件進行仿真，仿真中，我們可以通過示波器對信號頻率進行大致計算，采集的數據均為波形未明顯失真時的數據，設置頻率與計算頻率對比如表51所示：表51 正弦波數據顯示頻率/Hz54075200320實際頻率/Hz誤差/%4表52 方波數據顯示頻率/Hz515100200300實際頻率/Hz誤差/%2表53 三角波數據顯示頻率/Hz152075200300實際頻率/Hz21誤差/%5表54 鋸齒波數據顯示頻率/Hz2075150240300實際頻率/Hz79168誤差/Hz412通過仿真所得數據可以發現，當頻率較低時，產生信號的頻率誤差較小，波形也比較規整，當頻率較大時，頻率誤差較大，波形也有較大的失真，可能由程序中延時所造成；在波形產生部分，正弦波信號之間連接有一小段沒連接緊密，可能是由于正弦波波碼表內是由256個采樣點構成，一周期內兩端值為0時只取樣一次即可，造成了重復采樣，導致不同周期信號連接處波形重復；也可能是系統程序執行的過程中，波形產生后需要一段時間用來顯示所造成。在仿真時還發現，當LCD1602顯示的字母較多時，切換波形容易造成某幾個字母不會變化，可能是由于LCD1602所存的數據變化較慢導致，因此，在設計中將表示波形類型的字母均以三個字母表示，解決了上述情況。29 結　論本設計實現了正弦波、方波、三角波、鋸齒波四種波形的產生、調頻、調幅、顯示波形類型與頻率值的功能，基本實現了設計所要求的功能，但是由于水平有限，部分指標并未達到要求，比如誤差范圍的要求，另外，所產生的波形信號在一些頻率段失真較明顯，比如三角波出現不是直線而是有比較明顯的弧線的情況，可能是由于系統程序設計的缺陷導致。當加上顯示功能模塊時，波形失真比較嚴重，很可能的原因是波形產生部分與液晶顯示指令所需時間有較大差別，造成二者不同步，從而導致上述情況，因此，建議采用數碼管進行顯示信號頻率這一功能的設計，另一方面，也可以通過不同的發光二極管來表示不同的波形類型，進而來實現設計所要求的顯示信號類型的功能。我們還需要不斷優化設計方案，相信隨著方案的不斷優化，系統的功能也將會越來越完美。參考文獻[1]楊晶晶,. 現代電子技術,2011, 34(4),2931[2]：入門、提高、開發、拓展全攻略. 北京: 電子工業出版社,2009[3]陸原,劉國英,2008,(6):2325[4]田蛟,展文豪,2011,(5):8790[5]唐麗麗,何剛,2007,(2):7678[6]逯久鑫,彭旋,2011,19(16):153155[7],2009,30(11):119129[8],2012,25(1):99100[9]：中國電力出版社，[10]于志贛,劉國平,2009,32(3):2123[11],2010,03(3):3638[12]：遼寧科學技術出版社，2002[13]陳鈞,陳堅,1999,22(4):314317[14],2009,35(7):1215[15]王春會,：自然科學版,2011,13(3):8385[16],2008[17][J].職業,2011,(11):179180[18],2008,37(4):4041[19]Wan Yonglun, Lu Youxin, Si Qiang. Study of ultrawideband radar signalsgenerated technology using twochannel signal generator[J].系統工程與電子技術（英文版）,2007,18(4):710715[20],2002,(8):2629[21]：北京理工大學出版社，200352致　謝在本次的設計過程和論文寫作過程中，我遇到了很多困難和障礙，但都在老師和同學的幫助下度過。尤其要真摯地感謝我的指導老師——曲曉麗老師，她為我指明了思路、點明了設計的重點和難點，使我在設計過程中更有目的性，讓我少走不少彎路。還要感謝所有幫助我，耐心指導我的同學們，是他們的幫助使我的設計得以逐步完成。然后還要感謝所有在大學期間傳授我知識的老師，每一位老師的細心教導都是我完成這篇論文的基礎。在這次的畢業論文中，發揮了我在學校學到的知識和技能，使我所掌握的知識技能更熟練，這將在今后的學習和工作中使我受益匪淺。附　錄一、硬件連接圖二、系統原理圖三、PCB版圖四、LCD1602字符庫五、正弦波算法DAC0832是8位的D/A轉換器件，若其工作在單級緩沖方式下，則其中為輸入的數字量設則當輸入00H，輸出為0V電壓；當輸入80H，；當輸入FF數字量的時候，輸出為5V電壓。 因此產生的正弦波為：=[1+sin△t] 將一個周期內的正弦波形等分為256份，那么第1點的角度為0176。，176。；第2點的角度為360176。/256， （360176。/256 ） ……，如此計算下去，將這些模擬量正弦值都轉換為單極性方式下的數字量，得到一張按照點號順序排列的正弦波波形數據表格。而每次送到DAC0832的八位數字量是根據查正弦波形數據表格而得到。其實在計算正弦波形數據的時候，并不需要算出整個0~2π區間的每一個值，而只需計算出0~中的值就行，其它區間的值都可以通過對0~π中的值取不同的變換。比如π ~π的值可以和0~π值一一對應，而π~2π的值可以對0~π區間的值取反得到。計算值可以用C語言編程得到。幅度公式為=［1+sin()］ （N=0,1,2……64） 相應的值數字化后的遞增量 δ= 其中 =∣∣=5V 則δ=≈ 那么每一個點相對于起始點的遞增率為A= （Y2當前的點，Y1為起始點）所以每一個點的數字量與遞增率A成一一對應關系。數字量化C程序：includemain(){int n，i=0，j，k； float y=0， a=，b=0，c=，d=0； for(n=0；n=64；n++) {y=*sin(a*n/128)+； b=y； //b，y為當前幅度值 d=bc； //d為遞增率 j=d/； //j為數字遞增率, k=128+j； //k為數字量 printf(“%d，%f，%f，%d，%d\n”，i，y，d，j，k)； i++；} }正弦波形數據表格如下：表1 正弦波形數據表序號幅度(Y值)遞增率A數字遞增率數字量（十六進制）數字量(十進制)00801281383131268613439891374128D140515901436189314672196149824991529279C15510309F1581134A21621237A51651340A81681442AB1701545AE1731648B11761751B41791854B71821957BA1852060BC1882162BF1902265C21932368C51962470C71982573CA2012675CC2032778CF2062880D12082983D42113085D62133187D82153290DA2183392DD2203494DF2223596E12243698E322637100E522838102E723039104E923240106EA23441107EC23542109EE