论文答辩基于单片机的函数信号发生器设计与仿真素材PPT课件.pptx

"基于单片机的函数信号发生器设计与仿真" 本课题主要研究开发一个基于 51 单片机的实验用简易函数信号发生器，单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比，在智能仪表系统中得到广泛应用，不但成本较低而且精度较高，最重要的是开发简单易于调试，本文设计的信号发生器具有一定社会价值和经济价值。 信号发生器是电子线路中的一种基本组件，用于生成各种信号波形，例如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。在本设计中，我们使用 51 单片机作为核心元件，通过编程来实现信号发生器的功能。 单片机概述 单片机是一种微型计算机系统，它可以完成输入、运算、存储、输出等功能。单片机广泛应用于智能仪表、自动控制、通讯设备等领域。单片机的优点是体积小、功耗低、成本低、可靠性高。 信号发生器分类 信号发生器可以分为两大类：模拟信号发生器和数字信号发生器。模拟信号发生器可以生成连续信号，而数字信号发生器可以生成离散信号。在本设计中，我们使用数字信号发生器来生成各种信号波形。 设计目的 本设计的目的是开发一个基于 51 单片机的实验用信号发生器，可以生成正弦波、方波、三角波、锯齿波等波形，具有高可靠性、低成本、易于调试的特点。 设计方案 我们的设计方案是使用 51 单片机作为核心元件，通过编程来实现信号发生器的功能。我们使用按键“S0”—“S3”来选择波形，键“S4”—“S7”来选择频率。同时，我们使用数码管来显示当前波形的频率。 硬件设计 我们的硬件设计主要包括单片机、按键电路、显示电路、时钟电路、数模转换电路等。单片机是整个系统的核心，它对键盘扫描读入键值，确定波形与频率。按键电路用于选择波形和频率。显示电路用于显示当前波形的频率。时钟电路用于提供时钟信号。数模转换电路用于将数字信号转换为模拟信号。 软件设计 我们的软件设计主要包括主程序和波形子程序。主程序用于控制整个系统的流程，波形子程序用于生成各种信号波形。我们使用 C 语言来编写程序，并使用 Keil µVision compilier 来编译和仿真程序。 系统原理图 我们的系统原理图包括单片机、按键电路、显示电路、时钟电路、数模转换电路等。单片机是整个系统的核心，它对键盘扫描读入键值，确定波形与频率。按键电路用于选择波形和频率。显示电路用于显示当前波形的频率。时钟电路用于提供时钟信号。数模转换电路用于将数字信号转换为模拟信号。 主程序流程图 我们的主程序流程图主要包括初始化、判断信号频率、中断设置、显示频率值等步骤。在程序开始运行之后，首先是对 8255 进行初始化，然后判断信号频率值，如果符合所需的频率，则重置时间常数，并通过显示器显示出来，不符则返回。在中断结束后，还要来判断波形是否符合，如符合则显示其频率，不符则返回重新判断。 波形子程序流程图 我们的波形子程序流程图主要包括发出 D/A 转换值、查表求出数据、返回中断服务程序等步骤。方波、正弦波、三角波、锯齿波等波形的生成都遵循这个流程。 结论 本设计的基于单片机的函数信号发生器具有高可靠性、低成本、易于调试的特点，可以广泛应用于智能仪表、自动控制、通讯设备等领域。我们的设计方案和实现方法可以为后续的研究和开发提供参考。