多功能信号发生器的设计(编辑修改稿)

多功能信号发生器的设计(编辑修改稿)内容摘要：

键盘显示控制器 显示模块 键盘模块 波形输出模块 电 源 源 主 控 器 AT89C52 内蒙古民族大学本科毕业论文 7 图 2 稳压电源的原理框图 Fig. 2 principle of regulated power supply 其中 ： （ 1）整流电路 可以将 50Hz 的正弦交流 电利用单向导电元件 变换成脉动的直流电。 （ 2）电源变压器 是降压变压器，它 可实现 220V 交流电压与 符合需要的交流电压 的转换 ，并 输送给整流电路，线圈的匝数比将会影响其负压比 （ 3）滤波电路是指可以 滤除 整流电路输出的大部分交流电压，进而得到 较多的 平滑的直流电压。 （ 4）稳压电路是用来稳压电路的的，是保证 输出的直流电压稳定 程度，不随交流 电压和负载的变化而 发生变 化。 整流电路 采用 单相二极管 全波整流电路 方式 ，电路如图 3。 在 u2 的正半周内，二极管 D D2 导通， D D4 截止；负半周内， D D4 导通， D D2 截止。 正负半周内部都有流经负载 RL 的电流，且具有一致的方向。 电路的输出波形如图 3 所示。 图 3 整流电路及输出波形 Fig. 3 the rectification circuit and the output wavef T 工频交流 脉动直流 直流整流滤波稳压负载t0  2 3 422Ut0  2 3 4ou22U 内蒙古民族大学本科毕业论文 8 在整流电路中，每 半个周期内导电 是二极管的特性，所以流过每个二极管的电流平均等于输出 值的 一半，即。 故电路中的二极管 最大 承受的 反向电压为22U (U2是变压器副边电压有效值 )。 常常，常利用电容器两端的电压和流过电感器的电流不能突变的特点，并联电容器和负载电容 或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。 选择电容滤波电路后，直流输出电压： Uo1=(～ )U2，直流输出电流： （ I2是变压器副边电流的有效值。 ），稳压电路可选集成三端稳压器电路。 图 4 电源总体体原理电路图 Fig. 4 the general principle of power circuit diagram 2 控制模块的设计 控制模块 74LS22 的内部结构如下： 图 74LS22 为四输入双与门 Figure 5, 74 ls22 for four input double and gate 121 of II  2~ 21 IIo 内蒙古民族大学本科毕业论文 9 A1， B1， C1， D1构成第一个与门的输入， Y1为第一个与门的输出。 A2， B2， C2， D2为第一个与门的输入， Y2为第一个与门的输出。 3 信号处理模块的设计 A/D 转换器 可采用 DAC0832 来进行模数转化。 如图所示，它 是四大部分构成的有： 倒 T型 R2R电阻网络、 74LS12 LM741 和参考电压 VREF ，其中 LM741 的输出量 V0 为 ： 图 6 T 型 R2R电阻网络 Figure 6 TxingR2R internal structure 可见，输出的模拟 量与输入的数字量（ ）成正比 ，模拟量 到 数字量得以相互转化。 一个 8位 D/A 转换器 一定 有 8个输入端， 有一个输入就会 有一个模拟输出端。 输入可有 256 个不同的二进制组态， 那么 输出 就可以存在着 256 个电压， 其值可以是任意匹配的 ，而只是 256 个可能值。 信号经过 DAC0832 转换后输出的信号由于信号的幅值比较小，所以需要放大。 采用常规的放大方式，采用两片运放，实现两级放大，设计的电路如图 7： 内蒙古民族大学本科毕业论文 10 V R E F8R F B9GND10I O U T 111I O U T 212D I 713D I 614D I 515D I 416D I 07CS1W R 12GND3D I 34D I 25D I 16X F E R17W R 218I L E19VDD20D A C 0 8 3 2814321L M 3 5 8 D814321L M 3 5 8 DR2R1R3OUTV R E F 图 7 信号处理模块 电路 Figure 7 amplifier circuit interface 4 显示模块的设计 显示模块可以用 LCD1602 来显示并达到分行显示波形的类型和波形频率的功能。 图 8 液晶显示 Fig. 8 liquid crystal display 如上图所示， 1602 的八位数据端接单片机的 P1 口，其三个使能端 RS、 RW、E 分别接单片机的 —。 通过软件控制液晶屏可以显示波形的种类以及波内蒙古民族大学本科毕业论文 11 形的频率。 5 软体语言模块的设计 本系统采用 AT89C52 单片机，用编程的方法来产生三种波形，并通过编程来切换三种波形以及波形频率的改变。 具体功能有：（ 1）各个 波形 的切换；（ 2）各种参数的设定；（ 3）频率 增减 等。 软件调通后，通过 编程器 下载到 AT89C52 芯片中，然后插到系统中即可独立完成所有的控制。 软件的流程图如下： 图 9 程序流程图 Figure 9 flow chart of the proper 内蒙古民族大学本科毕业论文 12 第四章 仿真图及结果分析 1 波形发生器的调试与测试 在测试本系统是采用的是将设置的数值与示波器所测值进行对比，进而可以知道本系统的性能。 测试数据： 设定频率（ HZ） 示波器测试频率（ HZ） 相对误差 % 2 仿真结果图 正弦波仿真图 图 10 正弦波图 Figure 10 sine wave figure 内蒙古民族大学本科毕业论文 13 三角波仿真图 图 11 三角波图 Figure 11 triangle wave figure 方波仿真图 图 12 方波 Figure 12 square wave 内蒙古民族大学本科毕业论文 14 误差分析 总结本次设计虽有小部分误差，但基本上达到大致要求，在总结后，我们发现这些误差可以修正的。 处理方法如下： 通过改变外接电容的大小可以改变频率的输出范围。 通过增大电位器阻值可以增大输出信号的幅度。 在设计过程中，应用的知识有电路基础，模拟电子，数字电子等，就像一个总回顾，让我们从中复习了以前学过的知识，并且拓展了专业视野，学识的增长是我们所需要的，在制作过程中，与同学讨论研究，相互协作，也提升了我们的动手水平。 内蒙古民族大学本科毕业论文 15 参考文献： [1]谢自美《电子线路设计 .实验 .测试（第三版）》武汉：华中科技大学出版社。 2020 年 7 月 [2]杨帮文《新型集成器件家用电路》北京：电子工业出版社， [3]第二届全国大学生电子设计竞赛组委会。 全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编。 北京：北京理工大学出版社， 1997. [4]李炎清《毕业论文写作与范例》厦门：厦门大学出版社。 [5]潭博学、苗江静《集成电路原理及应用》北京：电子工业出版社。 [6] 姚福安 编著 .《电子电路设计与实践》 .山东科学技术出版社 [7]李叶紫 . MCS51 单片机应用教程 .北京：清华大学出版社， ～ 238. 内蒙古民族大学本科毕业论文 16 附录 电路原理图 图 13 电路原理图 Fig13. schematic circuit diagram。