低频信号发生器本科毕业设计(43页).docx
《低频信号发生器本科毕业设计(43页).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低频信号发生器本科毕业设计(43页).docx(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、-低频信号发生器本科毕业设计-第 33 页本科毕业设计(论文)FINAL PROJECT/THESIS OF UNDERGRADUATE(2015届)基于51单片机的低频信号发生器的设计The Design of Low-frequency SignalGenerator on the 51 Microcontrollers学院XX学院专业自动化学生姓名XXX学号XXXX指导教师XX完成日期XXXX承诺书本人郑重承诺:所呈交的毕业论文“基于51单片机的低频信号发生器设计”是在导师的指导下,严格按照学校和学院的有关规定由本人独立完成。文中所引用的观点和参考资料均已标注并加以注释。论文研究过程中不
2、存在抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。如若出现任何侵犯他人知识产权等问题,本人愿意承担相关法律责任。承诺人(签名):_ _日期: 2015 年 月 日摘 要在科学技术飞速发展的今天,数字技术和计算机技术己经深入到了工业、商业、农业、教育、军事、医疗、等诸多领域以及我们生活中的任何角落,应用十分广泛。在工业领域,在逐渐追求小巧、精致、轻薄的自动化控制器、自动化相关的仪表,以及家电产品等现状下,单片机具有精确的控制功能、小巧的体积,相当高可靠性以及性价比高的特点,所以受到了人们的青睐。单片机在工程控制领域、智能化仪表系统等领域逐渐显示出蓬勃的生命力,使传统的电子技术产生了一场巨变,成为了计算机
3、发展史上又一个新的起点。智能仪器仪表的出现,扩充了传统仪器的适用范围。智能仪器由于其体积小、功能强大、功耗低等诸多优势,迅速地在科研单位、家用电器、工业或企业中得到了广泛的应用。此函数发生器采用了51 单片机作为控制器,采用数模转换电路(DAC0832)、运放电路、LED显示灯和按键等器件。其中51单片机和DAC0832数模转换器组成低频信号发生器。它具有价格低、性能高并且在低频范围内稳定性好、操作十分方便、体积较小、耗电也很少等特点。由于采用了运算放大器,电路具有较高的稳定性,各方面的性能也很高。而且此电路清晰,出现故障易查出错误,操作简单。最后通过按键控制可以产生方波、锯齿波、三角波、正弦
4、波等波形,产生的波形在一定频率范围可以调节,波形准确并且光滑。关键词:51单片机 低频信号发生器 运算放大器ABSTRACTAs we all know, with the rapiddevelopment of science and technology today,digitaltechnology and computer technology has beenpenetrated intomanyareas of industrial, commercial, agriculture, education, military, medical, and anycornerin our
5、 life,a wide range of applications.In the industrial fields,graduallypursuit ofexquisite,automatic controller,the automation of thelightand thin relatedinstruments,andhousehold appliancesetc. In this situation,the microcontroller to controlfunction,accuratesmall volume. Highreliabilityin the field o
6、fengineeringcostcontrol field,intelligent instrumentsystemgradually shows vigorous vitality,and thetraditional electronic technologyhas produceda great change,soitisalsoanew starting pointon the history of the development of computer.Intelligentinstrument,expanded thescope oftraditional instruments.
7、Intelligent instrument because of its small volume,powerful function,low power consumption advantages, rapidlyin scientific research units,household appliances,industrial or businesshas been appliedwidely in particular.Thisfunction generatoruses 51microcontroller as the controller,thedigital analogc
8、onversion circuit(DAC0832),the wordamplifier circuit,LED displaylights and buttonsetc.The circuit uses51 microcontroller andDAC0832.Low frequency signal generator.Ithas a low price,high performance andstability in low frequency rangeis quite good,the operation is very convenient,small volume,power c
9、onsumption is alsorarelyetc.As a result of the operational amplifier,so the circuithas high stability,highperformance.Butthis circuitis clear, easy to detectfailureerror,simple operation. Finally,through the control buttonscan producesquare wave,saw tooth wave,triangle wave,sine wave. The waveformca
10、n be adjusted in a certainfrequency range,accurateand smoothwaveform.This designmainly used51 microcontrollers as the control core.The hardware circuitis simple,the software functionis perfect,the controlsystem is stable and reliable,high performance cost ratio,so ithas a certain reference value.KEY
11、 WORDS: 51 microcontroller frequency signal generator operational amplifier目 录摘 要ABSTRACT第一章 绪论11.1 设计前的基本认识11.1.1 设计任务11.1.2 设计意义11.1.3 设计发展的背景31.2 单片机的学习方法4第二章 基本元器件及软件的介绍72.1单片机72.1.1 简介72.1.2 主要特性82.1.3 管脚说明82.2 DAC0832芯片介绍102.2.1 基本介绍102.2.2 引脚功能简介112.3 LM324运算放大器简介112.4 Proteus ISIS的介绍12第三章 方案
12、的设计与选择133.1 方案的比较与选择133.2 芯片的比较与选择133.3 设计原理143.4 硬件设计153.4.1 系统框图153.5 软件设计153.5.1 主程序流程图如下163.5.2 方波程序流程图173.5.3 三角波程序流程图183.5.4 锯齿波程序流程图193.5.5 正弦波程序流程图203.6 设计程序20第四章 测试结果254.1产生各种波形图如下254.1.1 方波波形图254.1.2 阶梯波波形图264.1.3 正弦波波形图264.1.4 锯齿波波形图274.1.5 电路原理图27第五章 论文总结29结束语31参考文献33致谢35第一章 绪论1.1 设计前的基本
13、认识1.1.1 设计任务本系统是基于51单片机的数字式低频信号发生器。用单片机程序实现方波、锯齿波、三角波等波形的产生,并在proteus 设计平台上对方案进行仿真。这样做可以消除传统信号发生器元器件分散性造成的波形失真。该系统采用51 单片机作为核心控制,并且采用数字模拟转换电路(DAC0832)、以及按键电路等。通过按键可产生方波、锯齿波、正弦波等波形。波形的频率和幅度在一定的范围内可以采用一定的调节方式来改变,其设计相对简单、性能比较优良,可用于多种场所,具有一定的实用性。1.1.2 设计意义当今时代是科学技术和仪器设备日渐智能化发展的信息时代,电子技术的大幅进步,给人们带来了巨大的转变
14、。现代的电子领域中,单片机的应用正在不断的深入发展,这一定会导致比较传统的控制和检测技术逐渐变更创新。单片机构成的仪器仪表具有更高可靠性、高性价比,在智能仪器仪表系统以及一些办公自动化等诸多领域有着十分宽广的应用前景,并逐渐走入家庭,从洗衣机、电视机到家用汽车,到处都可见到其应用。所以,单片机技术得开发及应用水平已经逐步成为一个国家一个民族科学技术发展的名片2。单片机芯片就相当于计算机。由于单片机有着十分广泛的应用以及单片机各方面的优势,在许许多多的领域中,它代替了许多其他计算机或者微型计算机无法完成或者完成的不理想的工作。使它具有很多显著的优点和独有的特点,因此在许多领域中都得到了发展。所以
15、单片机的应用是非常重要的,尤其在当今这个科学技术飞速发展的时代。单片机的应用随处可见,它已经成为现代生活服务以及控制不可或缺的一部分。导弹的导航装置,飞机上各种相关仪表仪器的控制系统,计算机网络通讯与数据的传输,工业中自动化过程的控制和数据的处理,使用很广的各种便捷IC卡,民用私人轿车的安保系统,录像机/摄影机、空调等的控制,以及高级智能玩具等等,全部都离不开单片机的应用。更别说自控领域的机器人、智能化仪表、医疗器械器材以及各种十分智能的机械了。所以,一大批工程师都在单片机的开发以及发展中逐渐成长出来,并具有十分重要的作用。信号发生器是我们经常使用的重要设备,传统的使用硬件组成的器件具有很多弊
16、端 ,例如:移动不方便、机器体积比较大、使用不方便、波形样子调节方法过于死板,许多用户对精确度、携带便捷、操作简单又很高的要求。应该研究设计一种具有频率比较稳定、准确、输出频率范围相对其他产品来说比较宽广、产生的图像波形比较清晰完整、携带起来比较方便等特点,这样的发生器在市场上具有很好的应用前景,来满足工业等领域对信号源的相关要求。单片机十分广泛地应用于工厂需要的仪器和相关的仪表、家庭需要的一些电器、医院需要的相关设备、国家航空航天需要的高精度的仪器、以及一些专门领域需要的各种高科技的器材。单片机的应用逐渐被大家重视,而我们日常生活中总是不经意的就接触到了单片机,表面上我们看不出来,比如我们经
17、常遇到的红绿灯就是采用的单片机编程控制。单片机总是离我们很近,因为单片机相对简单的程序,主要是采用的比较容易上手,操作简单的C语言进行的编程。而且单片机比较便宜,就算是最先进、最新的单片机系统都是比较廉价的。再比如说,我们家里经常用的电视机、洗衣机、空调机、电饭煲、电冰箱、还有一些音响器材,再比如说以前用的黑白电视机、收音机等。单片机抗干扰能力强、体积小、可靠性比较高、节省资源等都是它的优势。随着科学技术的不断发展,人们的生活质量也越来越高,家用电器也发生了巨大的变化,市场也发生了巨大的变化。例如我们用过的电子玩具、游戏机等,都采用的是单片机进行的控制。在洗衣机中,单片机程序可以识别衣物的脏乱
18、程度,应该用何种洗涤剂,用时多久,洗涤剂的强度以及用量的多少,对生活提供了很多便利,人们不再为了这些琐事而烦恼。在冰箱中,采用单片机的控制可以识别食物是什么品种,食物目前的新鲜度, 这样在储存食物以及食材时需要什么温度,是冷藏还是冷冻,可以根据食物以及食材的具体情况在冷冻和冷藏之间自由切换,而且比较灵活。可以使食材一直保持在最佳状态,这样人们的生活就会更新鲜,更健康,提高生活质量的同时,也为科学技术的应用提供了很好的例子。在医疗设备医用领域中,单片机也有许许多多的应用。现代医学技术越来越发达,人们也越来越重视自己以及家人的健康发展。人们在医疗灭菌以及消毒方面也越来越重视,而且效果也越来越好。但
19、是任何科学技术飞速发展时代,都有医疗技术比较落后的地方,消毒以及灭菌工作都做的不好,容易引起病人的感染,对病人造成更多的伤害,甚至危及生命。然而正是有了单片机的应用,主要是利用单片机体积小巧、操作简单、比较廉价等特点,但是单片机的功能十分强大、设计很灵活、应用起来也十分地便捷,所以就得到了比较广泛的应用。这样就可以弥补经济条件的不足,让医疗条件医疗设备都不好的地方也能生病了得到及时的治疗,并且比较安全,所以单片机确实是给人们的生活、医疗等方面带来了很多的方便9。在工程、工业、控制等领域,单片机也发挥着举足轻重的作用。早期的单片机就是在工业的发展下逐渐成长起来的,所以工业的发展也是离不开单片机的
20、应用的。例如,工厂车间的流水线,各种家用的或者工厂里用的报警系统也是用单片机来进行控制的。再比如说我们日常乘坐的电梯也是用单片机程序来进行控制的。单片机与计算机相结合就能达到目的,而且操作起来比较方便,价格也比较低廉。在仪器仪表方面,单片机同样有着十分重要的作用,传统的测量仪器、控制仪器都是采用的单片机进行控制。与传统的电子电路相比较,单片机有着其他设备不具有的优点,单片机体积小,功能强大,所以更受人们的青睐,所以单片机就被人们运用在我们生活工作中的方方面面。1.1.3 设计发展的背景单片机第一次出现在1971年,在历史上经历了三大比较重要阶段,早期的单片机大多都是8位或4位的INTEL的80
21、51单片机无疑是其中最成功的,后来在基于MCS51系列的MCU系统这一系统单片机成为单片机史上的重要里程碑,一直到今天还有十分广泛的应用。随着科学技术的不断发展,16位的单片机开始出现在人们的视野中,但因为性价比不够理想并未得到十分广泛的应用。随着电子产品的消费在90年代以后越来越多,单片机逐渐成熟起来,技术也飞速发展。随着INTEL i960系列尤其是后来的ARM系列的应用,16位单片机逐渐被淘汰,32位单片机逐渐普及市场上普遍使用了32位的单片机。8位单片机在历史发展的洪流中也逐渐成长起来并且表现出很好的成绩。性能也提高了不少,也得到了十分广泛的传播以及应用。并且32位单片机的频率达到了3
22、00MHz,在工程领域以及其他领域也得到了更为广泛的应用。性能也得到了极大的提高,与现在的高端处理器有的一拼。而普通型号的单片机的间隔也变得十分低,主要是单片机的发展越来越快。最高端的单片机也不是很贵,都能在发展中运用起来了。单片机已经在社会生活、工业发展、医疗设施、工程领域等方面扮演者越来越重要的角色。单片机以其独特的特性被人们广泛接受,由于其体积小、操作简单、价格低廉,并且稳定性好。而且单片机的技术也越来越成熟,所以单片机被广泛的应用。我们的生活处处有单片机的身影,所以学好单片机是很重要的。单片机在现代社会已经脱离了裸机工作,可以直接运用于各个领域。许多专用的嵌入式操作系统被广泛应用在许多
23、全系列的单片机上。现代社会一些移动端或者我们生活的一些必须设备能够直接使用专用的Windows或者Linux操作系统上。第1阶段(1974年-1976年):单片机最初发展阶段。因工艺的限制,但是采用的机制是相当简单的。1974年11月,一家科技公司推出8位的单片机,实际上只包括8位CPU、64B RAM。第2阶段(1976年-1978年):性能低的单片机阶段。1976年左右,英特尔公司推出的MCS-48单片机,这就是8位单片机,极大地提高了单片机的革命和发展;1977年左右,PIC1650单片机被开发出来,但是这个阶段的单片机仍然是低性能阶段。第3阶段(1978年-1983年):高性能的单片机
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 低频 信号发生器 本科 毕业设计 43
限制150内