智能函數信號發生器的設計與實現-資料下載頁

【導讀】目前使用的信號發生器大部分是利用分立元件組成的，體積大，可靠性差，本設計使用的是AT89S52單片機構成的發生器，可產生三角波、方波、正弦。波等多種波形，波形的頻率可用程序控制改變。在單片機上加外圍器件――獨立式按鍵，通過按鍵控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用數碼管顯示頻率大小。系統軟件由主程序和產生波形的子程序組成,軟件設計完成后則只需改。變產生各種波形的子程序即可得到各種波形。周期的改變可由用戶按動按鈕來改變延時。本設計具有線路簡單、結構緊湊、價格低廉等優點。

　　

【正文】 字，而是使用一個譯碼 器 7447 來對數字進行編碼，如圖 317 所示，這樣一來，只要控制 7447 輸入端 4位二進制數就能在數碼管上得到相應的 10 進制數，如表 （ 10） 表 9 發光段表 數字 亮段 0 a,b,c,d,e,f 1 b,c 2 a,b,d,e,g 3 a,b,c,d,g 4 b,c,f,g 5 a,c,d,f,g 6 a,c,d,e,f,g 7 a,b,c 8 a,b,c,d,e,f,g 9 a,b,c,d,f,g 表 10 7447真值表 顯示 D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 第三章 硬件設計 21 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 用 Protel設計電路板 PCB 圖設計流程 （ 1） 、 畫出電路原理圖，如下 圖 318 電路原理圖 （ 2） 、生成 PCB 圖，如下 可根據自己的習慣并遵循合理的原則，將面板上的元器件安排好，盡量使連接線長度減少，變壓器遠離輸出端。再通電源進行調試，調整分立元件振蕩 電路 放大元件的工作點，使之處于放大狀態，并滿足振幅起振條 件。仔細檢查反饋條件，使之滿足正反饋條件，從而滿足相位起振條件。 P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8R S T /V P D9P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17X T A L 218X T A L 119GND20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29A L E /P R O G30E A /V p p31P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39V C C40AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0A8A9A 10A 11A 12A 13A 14A 15S C KM I S OM O S IU1A T 89S 511234567891011121314151617181920J5C O N 20+ 5VP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 24P 25P 26P 27P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 30P 31P 32P 33P 34P 35P 36P 37V C CA L EP S E NR E SX T A L 1X T A L 2GNDY112MC422PC522PC2104+ C110UR910KS4X T A L 2X T A L 1R E S1234567891011121314151617181920J6 C O N 201A2KD3L E DM O S I1V D D2L E D3NC4R E T5NC6C L K7GND8M I S O9NC10I1I S P B U SP 15P 16P 17R E SR41kS1S W P BS2S W P BS3S W P BR11kR21kR31kP 10P 11P 12GND3GND10Vcc20I out 111ls bD I07I out 212D I 16D I 25R f b9D I 34D I 416V r e f8D I 515D I 614m s b D I713I L E19W R 218CS1W R 12X f e r17U2D A C 0832L1R3M2J7100KR 1051K+ 12V 12V+ 12V+ 12V12J8C O N 2Q1P N PR5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 21 2 3J1C O N 31 2 3J2C O N 31 2 3J3C O N 31 2 3J4C O N 3+ 12V 12V + 5V+ 5VQ2P N PQ3P N PQ4P N PP 37P 36P 35P 34P 20P 22P 24P 26P 27P 21P 23P 25P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07+ 5VA1K2D4D I O D EC3104112233445566778899D2RP1122C610u+ 5V+ 5VP 23A11B7C4D2E1F10G5DP312986D1L E D 432184U 3AN E 5532567U 3BN E 5532茂名學院本科畢業 設計（論文）：智能函數信號發生器的設計 22 自制印刷電路板 用硫酸紙打印電路圖。 在感光板上感光。 用顯影劑調配溶液顯影。 用三氯化鐵調配溶液腐蝕電路板 ，注意不能有斷線和短接 。 鉆洞，打孔。 6.、 對照原理圖和印刷電路板的元件而進行元件的焊接 。 本章小結 本章主要介紹 智能函數信號發生器的各個模塊電路的設計，整個電路圖主要由單片機控制電路、數模轉換電路、運算放大電路、顯示電路組成 。本章還簡單的介紹了用PROTEL 軟件設計電路 ， 調試，生成 PCB 板。 將制 作電路板的過程 作了簡要的介紹 。 第四章 軟件設計 23 第四章 軟件設計 軟件設計原理 軟件設計的 原理 系統軟件由主程序和產生波形的子程序組成 ,軟件設計完成后則只需改變產生各種波形的子程序即可得到各種波形 . 周期的改變可由用戶按動按鈕來改變延時子程序的延時量來實現 .系統的主程序主要采用函數調用的方法 。 通過主函數調用子函數來實現 波形的輸出，頻率的調整，還有延時等。 軟件流程 主程序流程圖 在程序進行編譯時，先對所有的預處理命令進行處理，將頭文件的具體內容代替include 命令行，然后再對該程序單元進行整體編譯。初始化，定義常用數據類型，對子函數進行定義。函數聲明的位置應當在函數調用之前。執行主程序，通過主程序調用子函數 。 開始 初始化 設定子程序及延時參數 輸出波形相關信息 調產生波形子程序 茂名學院本科畢業 設計（論文）：智能函數信號發生器的設計 24 子程序流程圖 子函數包括產生波形子函數、調節頻率子函數、延時函數等。子函數的功能就是用來實現波形的變換、頻率調節和延時。波形變換程序主要采用了多分支選擇結構和switch 語句， switch 語句是多分支選擇語句，用來實現多分支選擇結構。 當 switch 表達式的值與某一個 case 子句的常量表達式的值相匹配時，就執行此 case 子句中的內嵌語句， 若所有的 case 子句中的常量表達式的值都不能與 switch 表達式的值匹配， 就執行default 子句的內嵌語句 。我們可以用一個 break 語句來使流程跳出 switch 結構，即終止switch 語句執行。 初始化子程序： void unit(void) { IP=0xc2。 ET0=0。 TR0=0。 ET1=0。 TR1=0。 TH0=0x7d。 TL0=0x7d。 TH1=0xdc。 TL1=0xd8。 TMOD=0x12。 TR0=1。 ET0=1。 TR1=1。 ET1=1。 開始 選擇波形嗎？ 調節頻率嗎？ 調節子程序調用參數 調節延時程序及參數 調節其他變量及參數 中斷返回 第四章 軟件設計 25 EA=1。 } 延時子程序： void delay(int t) { int i,j。 for(i=0。it。i++) for(j=0。j120。j++) 。 } 軟件設計的 主程序 主函數采用函數調用的方法，通過調用子函數來實現波形的輸出。在執行主函數之前，要先定義各個子函數，否則，程序無法運行。 主函數中還采用了 while 語句構成循環結構 ，先判斷表達式 ，后執行語句。當指定的條件為 真時，執行 while 語句中的內嵌語句。 在程序的設計中還采用了多分支選擇結構和 switch 語句， switch 語句是多分支選擇語句，用來實現多分支選擇結構。 main() { unit()。 give_led_data()。 while(1) { scan_key()。 if(key!=0) { treat_with_key()。 } } } 本章小結 本章主要介紹 智能函數信號發生器軟件的設計部分， 系統軟件由主程序和產生波形的子程序組成 ，解析了程序用了循環語句， 對軟件的設計原理作 了簡單的概述，分析了主程序與子程序的編寫。 茂名學院本科畢業 設計（論文）：智能函數信號發生器的設計 26 第五章 系統調試 硬件調試 制作完成后，應對整機進行調 試。 首先，檢查電路板電路是否有斷線，用萬用表檢查線路。發現有斷開的線路，就用焊錫把它連接好。 確保線路完好無缺后就開始 測量電源支流電壓 。 連接好電源線，分別接 +5v 和接地，觀察指示燈，燈亮則電路連接正常；燈不亮，則電路連接有問題。在燈亮的情況下，用萬用表測試支流電壓， 確保支流電壓符合設計要求。 用示波器觀察波形發出的相應變化，幅度的大小和頻率可以通過示波器讀出 。 函數發生器可以產生三種不同的波形， 調試時測試芯片不同輸出信號的對應引腳。測試結果產生正弦波、三角波、方波三種不同的波形。除此之外，還要調試波形幅度范圍，通過示波器觀察波形幅度。 軟件調試 在程序運行環境下，先對各個子程序進行調試。程序運行不正常，則對程序的語法進行檢查，排除語法錯誤。檢查時要特別細心，要留意是否單詞寫錯了，或者遺漏了符號等。 當所有的子程序調試好，能夠運行后，就把所有子程序和主程序合起來，按照要求編寫成一道完整的 程序， 然后對程序進行匯編、連接、最后 執行。查看程序運行結果，對程序中出現的語法錯誤 進行修改 、 對 邏輯錯誤 并加 以排除 。 雖然每條子程序都能夠單獨運行，但合起來后可能會出現錯誤。所以要 先采用獨立調試，再聯機調試；先分塊后組合調試；先單步后連續調試。在調試中，首先調試子程序或函數，其次調試中斷服務程序或函數，最后調試主程序或函數。 許多子程序和目標硬件無關，對這部分程序可以和硬件進行同步調試或先于硬件進行調試。 系統聯調 經過上面的調試， 硬件部分和系統軟件部分都能夠正常運行。現在就要 通過 程序燒入 軟件將程序燒進 硬件的 單片機 里面。成功燒進程序后就接上電源，連接示波器。連接號連線后，打開電源開關，指示燈亮，數碼管 顯示為“ 0”。 按下切換鍵，觀察示波器上顯示的波形，看波形是否變換。波形在正弦波、方波、三角波之間進行變換，則說明發生器運行正常。再固定顯示一種波形，分別按按鍵“加”和按鍵“減”，觀察示波器上第五章 系統調試 27 的波形的頻率變化；再觀察數碼管，看數碼管上面顯示的數字是否隨著按鍵的按動做出相應的變化。最后按一下復位鍵，觀察數碼管是否歸“ 0”，示波器上的波形變回直