第一篇：57簡易函數(shù)信號發(fā)生器的制作.

集美大學(xué)實驗報告用紙

課程：電子工藝實習(xí)

日期：2009年5月11日

班級：光電0811

學(xué)號：2008534003

姓名：鄭美玲

成績：

實驗四

5.7簡易函數(shù)信號放生器的制作

一．簡要工作原理

圖5-7為由NE555組成的方波信號發(fā)生器，在此基礎(chǔ)上經(jīng)一級RC濾波器輸出三角波信號，再經(jīng)一級RC濾波器輸出正弦波信號，由此產(chǎn)生三種基本函數(shù)信號。

圖5-7簡易函數(shù)發(fā)生器 二．調(diào)試步驟

1.正負(fù)極與電源接好，看二極管有沒有發(fā)光，有發(fā)光，電路一般沒接錯，可以進(jìn)行調(diào)試；

2.根據(jù)電路圖，把R4左端與示波器連接好，調(diào)節(jié)示波器，等到屏幕上出現(xiàn)穩(wěn)定的波形時，觀察其波形并記錄好輸出周期和振幅；

3.經(jīng)一級RC濾波器輸出的信號，把R4右端與示波器連接好，調(diào)節(jié)示波器，使示波器的屏幕上顯示穩(wěn)定的波形時，觀察其波形并記錄其周期和振幅；

4．把R6右端與示波器連接，調(diào)節(jié)示波器，使示波器上顯示穩(wěn)定的波形時，觀察其波形，并記錄周期和振幅；

5.儀器：數(shù)字示波器（CA620）及雙路直流穩(wěn)壓電源（CJ1710）。三．測量結(jié)果

5-7

實驗數(shù)據(jù)記錄表

波形 方波 正弦波

周期（ms）2 6 1.2

振幅（V或mv）0.11v 5mv 75mv 三角波

四．結(jié)果分析

由表，得f1=1/(2*10^-3)=500 Hz

f 2=1/(6*10^-3)=167 Hz

f 3=1/(1.2*10^-3)=833 Hz 在f1=500Hz下可以導(dǎo)出振幅為0.11v的方波；經(jīng)一級RC濾波器，在f2=167Hz下可以導(dǎo)出振幅為5mv的正弦波；再經(jīng)一級RC濾波器，在f3=833Hz下可以導(dǎo)出振幅為75mv的三角波。

五．心得體會

本實驗用到二極管，雖然不是第一次接觸二極管，但在連接線

路的時候不小心還是會把正負(fù)極接錯，做實驗時要養(yǎng)成認(rèn)真的習(xí)慣，調(diào)節(jié)示波器一開始的時候可能會調(diào)不出來，但不要著急，細(xì)心觀察以顯示的圖形，再加以微調(diào)，使波形穩(wěn)定，再測數(shù)據(jù)，記錄導(dǎo)出的是什么波形及其頻率。

第二篇：簡易函數(shù)信號發(fā)生器

波形發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實驗等領(lǐng)域。本次課程設(shè)計使用的AT89S51 單片機(jī)構(gòu)成的發(fā)生器可產(chǎn)生鋸齒波、三角波、正弦波等多種波形，波形的周期可以用程序改變，并可根據(jù)需要選擇單極性輸出或雙極性輸出，具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。在本設(shè)計的基礎(chǔ)上，加上按鈕控制和LED顯示器，則可通過按鈕設(shè)定所需要的波形頻率，并在LED上顯示頻率、幅值電壓，波形可用示波器顯示。

二、系統(tǒng)設(shè)計

波形發(fā)生器原理方框圖如下所示。波形的產(chǎn)生是通過AT89S51 執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。在AT89S51的P2口接5個按扭,通過軟件編程來選擇各種波形、幅值電壓和頻率，另有3個P2口管腳接TEC6122芯片，以驅(qū)動數(shù)碼管顯示電壓幅值和頻率，每種波形對應(yīng)一個按鈕。此方案的有點是電路原理比較簡單，實現(xiàn)起來比較容易。缺點是，采樣頻率由單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生故使整個系統(tǒng)的頻率降低。

1、波形發(fā)生器技術(shù)指標(biāo)

1）波形：方波、正弦波、鋸齒波；

2）幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；

3）頻率：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；

2、操作設(shè)計

1）上電后，系統(tǒng)初始化，數(shù)碼顯示6個‘－’，等待輸入設(shè)置命令。

2）按鈕分別控制“幅值”、“頻率”、“方波”、“正弦波”、“鋸齒波”。

3）“幅值“鍵初始值是1V，隨后再次按下依次增長1V，到達(dá)5V后在按就回到1V。

4）“頻率“鍵初始值是10HZ，隨后在按下依次為20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1000HZ循環(huán)。

三、硬件設(shè)計

本系統(tǒng)由單片機(jī)、顯示接口電路，波形轉(zhuǎn)換（D/A）電路和電源等四部分構(gòu)成。電路圖2附在后

1、單片機(jī)電路 功能：形成掃描碼，鍵值識別、鍵處理、參數(shù)設(shè)置；形成顯示段碼；產(chǎn)生定時中斷；形成波形的數(shù)字編碼，并輸出到D/A接口電路和顯示驅(qū)動電路。

AT89S51外接12M晶振作為時鐘頻率。并采用電源復(fù)位設(shè)計。復(fù)位電路采用上電復(fù)位，它的工作原理是，通電時，電容兩端相當(dāng)于短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過對電容充電。RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機(jī)開始工作。

AT89S51的P2口作為功能按鈕和TEC6122的接口。P1口做為D/A轉(zhuǎn)換芯片0832的接口。用定時/計數(shù)器作為中斷源。不同的頻率值對應(yīng)不同的定時初值，允許定時器溢出中斷。定時器中斷的特殊功能寄存器設(shè)置如下：

定時控制寄存器TCON＝20H；

工作方式選擇寄存器TMOD=01H；

中斷允許控制寄存器IE=82H。

2、顯示電路

功能：驅(qū)動6位數(shù)碼管顯示，掃描按鈕。

由集成驅(qū)動芯片TEC6122、6位共陰極數(shù)碼管和5個按鈕組成。當(dāng)某一按鈕按下時，掃描程序掃描到之后，通過P2口將數(shù)字信號發(fā)送到 TEC6122芯片。TEC6122是一款數(shù)字集成芯片。它的外接電壓也是+5V，并且由于數(shù)碼管的載壓較小，為了保護(hù)數(shù)碼管，必須在兩者間接電阻，大約是560歐。

掃描利用軟件程序?qū)崿F(xiàn)，當(dāng)某一按鍵按下時，掃描程序立即檢測到，隨后調(diào)用子程序，執(zhí)行相應(yīng)的功能。

3、D/A電路

功能：將波形樣值的編碼轉(zhuǎn)換成模擬值，完成雙極性的波形輸出。

由一片0832和兩塊LM358運放組成。DAC0832是一個具有兩個輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC。目前生產(chǎn)的DAC芯片分為兩類，一類芯片內(nèi)部設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器，不需要外加電路就可以直接與微型計算機(jī)接口。另一類芯片內(nèi)部沒有數(shù)據(jù)寄存器，輸出信號隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)變化而變化，因此不能直接與微型計算機(jī)接口，必須通過并行接口與微型計算機(jī)接口。DAC0832是具有20條引線的雙列直插式CMOS器件，它內(nèi)部具有兩級數(shù)據(jù)寄存器，完成8位電流D/A轉(zhuǎn)換，故不需要外加電路。0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓信號，電流信號到電壓信號的轉(zhuǎn)換可以由運算放大器LM358實現(xiàn)，用兩片LM358可以實現(xiàn)雙極性輸出。

單片機(jī)向0832發(fā)送數(shù)字編碼，產(chǎn)生不同的輸出。先利用采樣定理對各波形進(jìn)行抽樣，然后把各采樣值進(jìn)行編碼，的到的數(shù)字量存入各個波形表，執(zhí)行程序時通過查表方法依次取出，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出就可以得到波形。假如N個點構(gòu)成波形的一個周期，則0832輸出N個樣值點后，樣值點形成運動軌跡，即一個周期。重復(fù)輸出N個點，成為第二個周期。利用單片機(jī)的晶振控制輸出周期的速度，也就是控制了輸出的波形的頻率。這樣就控制了輸出的波形及其幅值和頻率。

四、軟件設(shè)計

主程序和子程序都存放在AT89S51單片機(jī)中。

主程序的功能是：開機(jī)以后負(fù)責(zé)查鍵，即做鍵盤掃描及顯示工作，然后根據(jù)用戶所按的鍵轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理，主程序框圖如圖1所示。

子程序的功能有：幅值輸入處理、頻率輸入處理、正弦波輸出、鋸齒波輸出、方波輸出、顯示等。

下面是程序

include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit LCP=P2^2;

sbit SCP=P2^1;

sbit SI=P2^0;

sbit S1=P2^3;

sbit S2=P2^4;

sbit S3=P2^5;

sbit S4=P2^6;

sbit S5=P2^7;

sbit DA0832=P3^3;

sbit DA0832_ON=P3^2;uchar fun=0,b=0,c=0,d=0,tl,th;

uchar code tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

uchar code tosin[256]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5 ,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5 ,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd ,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda ,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99 ,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51 ,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16 ,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15 ,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e ,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80 };

void display(unsigned char command){

unsigned char i;LCP=0;

for(i=8;i>0;i--){

SCP=0;

if((command & 0x80)==0){

SI=0;}

else {

SI=1;}

command<<=1;

SCP=1;}

LCP=1;}

void key1(void){

fun++;

if(fun==4)

fun=0x00;}

void key2(void){

tl++;

if(tl==0x1f)

th++;}

void key3(void){

tl--;

if(tl==0x00)

th--;}

void key4(void){

double t;

int f;

TR0=0;

t=(65535-th*256-tl)*0.4;

f=(int)(1000/t);

S3=tab[f%10];

f=f/10;S2=tab[f%10];

f=f/10;

if(f==0)

S1=0;

else

S1=tab[f];

TR0=1;}

void key5(void){

tl--;

if(tl==0x00)

th++;}

void judge(void){

uchar line,row,de1,de2,keym;

P1=0x0f;

keym=P1;

if(keym==0x0f)return;

for(de1=0;de1<200;de1++)

for(de2=0;de2<125;de2++){;} P1=0x0f;

keym=P1;

if(keym==0x0f)return;

P1=0x0f;

line=P1;

P1=0xf0;

row=P1;

line=line+row;/*存放特征鍵值*/

if(line==0xde)key1();

if(line==0x7e)key2();

if(line==0xbd)key3();

if(line==0x7d)key4();}

void time0_int(void)interrupt 1 //中斷服務(wù)程序 {

TR0=0;

if(fun==1){

DA0832=tosin[b];//正弦波

b++;}

else if(fun==2)//鋸齒波 {

if(c<128)

DA0832=c;

else

DA0832=255-c;

c++;}

else if(fun==3)// 方波

{

d++;

if(d<=128)

DA0832=0x00;

else

DA0832=0xff;}

TH0=th;

TL0=tl;

TR0=1;}

void main(void){

TMOD=0X01;TR0=1;

th=0xff;

tl=0xd0;

TH0=th;

TL0=tl;

ET0=1;

EA=1;

while(1){

display();

judge();} }

五、心得體會

開始的時候由于沒有經(jīng)驗，不知如何下手，所以就去圖書管找了一些書看，盡管有許多的設(shè)計方案，可是總感覺自己還是有許多的東西弄不太清楚，于是就請教同學(xué)。他常做一些設(shè)計，有一些經(jīng)驗。經(jīng)過他的解釋分析各方案之后，決定用查表的方法來做。這樣可以降低一些硬件設(shè)計的難度，初次設(shè)計應(yīng)切合自己的水平。用8031需要擴(kuò)展ROM，這樣還要進(jìn)行存儲器擴(kuò)展。而且現(xiàn)在8031實際中已經(jīng)基本上不再使用，實際用的AT89S51芯片有ROM，這樣把經(jīng)過采樣得到的數(shù)值制成表，利用查表來做就簡單了。我認(rèn)為程序應(yīng)該不大，片內(nèi)ROM應(yīng)該夠用的。用LED顯示頻率和幅值，現(xiàn)有集成的接口驅(qū)動芯片，波形可通過示波器進(jìn)行顯示，單片機(jī)接上D/A轉(zhuǎn)換芯片即可，這樣硬件很快就搭好了。

我以為這些做好了，構(gòu)思也有了，寫程序應(yīng)該是相對容易的。誰知道，寫起程序來，才想到功能鍵要有掃描程序才行呀，我真的感到很難。那時真的有點想放棄？于是就去請教了老師，老師幫忙分析了一下，自己又查閱了一些資料，終于明白了掃描程序怎么寫。

于是在自己的努力下，程序很快就寫好了。這次是我的第一個設(shè)計器件，盡管經(jīng)歷了不少的艱辛，但給我積累了一點設(shè)計的經(jīng)驗，最后也有點小小的成就感。后面的路還很長，我還的努力！

參考文獻(xiàn)

[1] 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)〔M〕.北京:高等教育出版社，2003.345-362

[2] 潘永雄，沙河，劉向陽.電子線路CAD實用教程〔M〕.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.13-118.[3] 張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計[M].哈爾濱：哈

爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997.53-61.

第三篇：模電課程設(shè)計——簡易函數(shù)信號發(fā)生器

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告

簡易函數(shù)信號發(fā)生器

姓 名：李**，馬** 班 級：********** 學(xué) 號：**********

**********

日 期：2016.12.28

簡易信號發(fā)生器設(shè)計

摘要：

函數(shù)信號發(fā)生器是一種能能夠產(chǎn)生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途?，F(xiàn)在我們通過對函數(shù)信號發(fā)生器的原理以及構(gòu)成設(shè)計一個能變換出三角波、正弦波、方波的簡易發(fā)生器。我們通過對電路的分析，參數(shù)的確定選擇出一種最適合本課題的方案。在達(dá)到課題要求的前提下保證最經(jīng)濟(jì)、最方便、最優(yōu)化的設(shè)計策略。按照設(shè)計的方案選擇具體的原件，焊接出具體的實物圖，并在實驗室對焊接好的實物圖進(jìn)行調(diào)試，觀察效果并與課題要求的性能指標(biāo)作對比。最后分析出現(xiàn)誤差的原因以及影響因素。

關(guān)鍵字：

方案確定、參數(shù)計算、調(diào)試、誤差分析。

一．設(shè)計目的：

設(shè)計構(gòu)成正弦波、三角波、方波函數(shù)信號發(fā)生器

二．函數(shù)發(fā)生器總方案：

函數(shù)發(fā)生器的總方案 函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等 電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，使用的器件可以是分立器件(如低頻信號函數(shù)發(fā)生器 S101 全部采用晶體管)，也可以采用集成電路(如單片函數(shù)發(fā)生器模塊 8038)。為進(jìn)一步掌握電路的基本理 論及實驗調(diào)試技術(shù)，本課題采用由集成運算放大器與RC振蕩電路的方式形成正弦波—方波—三角波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法。產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過比較器，整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊取１菊n題采用先產(chǎn)生正弦波—方波—三角波，再調(diào)整方波的占空比進(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)生鋸齒波的電路設(shè)計方法，本課題中函數(shù)發(fā)生器電路組成框圖如下所示：

由比較器和積分器組成方波—三角波產(chǎn)轉(zhuǎn)換電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波，三角波到鋸齒波的變換電路主要由調(diào)節(jié)占空比來完成。

三.設(shè)計任務(wù)與實驗原理 實際任務(wù)：

所選為題目2：函數(shù)信號發(fā)生器

輸出正弦波、占空比可調(diào)的矩形波（含方波）、鋸齒波（含三角波）。

實驗原理：

（一）RC振蕩電路——正弦波發(fā)生電路

（二）滯回比較器——正弦波—矩形波轉(zhuǎn)換電路

滯回比較器特性如圖，實驗中希望通過改變UT閾值改變比較器對于正弦波的運算過程，進(jìn)而改變矩形波的占空比。

因此我們在滯回比較器的接地端接入一個電壓可調(diào)電壓源，反饋支路加入了一個可調(diào)電阻的電位器，進(jìn)而達(dá)到可調(diào)同名端電位的目的。

實際電路圖設(shè)計如下：

（三）積分電路——矩形波—鋸齒波轉(zhuǎn)換電路

積分電路定義

輸出信號與輸入信號的積分成正比的電路，稱為積分電路。

積分電路原理

從圖中可以看出，Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,當(dāng)t=to時，Uc=Oo.隨后C充電，由于RC≥Tk,充電很慢，所以認(rèn)為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故 Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt 這就是輸出Uo正比于輸入Ui的積分（∫icdt）RC電路的積分條件：RC≥Tk

電路結(jié)構(gòu)如圖J-1，積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波。電路原理很簡單，都是基于電容的沖放電原理，這里就不詳細(xì)說了，這里要提的是電路的時間常數(shù)R*C，構(gòu)成積分電路的條件是電路的時間常數(shù)必須要大于或等于10倍于輸入波形的寬度。

積分電路特點1:積分電路可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成三角波或者斜波 2:積分電路電阻串聯(lián)在主電路中，電容在干路中

3：積分電路的時間常數(shù)t要大于或者等于10倍輸入脈沖寬度

4：積分電路輸入和輸出成積分關(guān)系

積分電路的設(shè)計方法與步驟積分電路的設(shè)計可按以下幾個步驟進(jìn)行：

1． 選擇電路形式積分電路的形式可以根據(jù)實際要求來確定。

若要進(jìn)行兩個信號的求和積分運算，應(yīng)選擇求和

積分電路。若只要求對某個信號進(jìn)行一般的波形變換，可選用基本積分電路。基本積分電路如圖1

所示：

2．確定時間常數(shù)τ=RC

τ的大小決定了積分速度的快慢。由于運算放大器的最大輸出電壓 Uomax為有限值（通

常 Uomax=±10V 左右），因此，若τ的值太小，則還未達(dá)到預(yù)定的積分時間 t 之前，運放已經(jīng)

飽和，輸出電壓波形會嚴(yán)重失真。所以τ的值必須滿足：

當(dāng) ui為階躍信號時，τ的值必須滿足：

因此，當(dāng)輸入信號為正弦波時，τ的值不僅受運算放大器最大輸出電壓的限制，而且與 輸入信號的頻率有關(guān)，對于一定幅度的正弦信號，頻率越低τ的值應(yīng)該越大。

3．選擇電路元件

1）當(dāng)時間常數(shù)τ=RC 確定后，就可以選擇 R 和 C 的值，由于反相積分電路的輸入電阻Ri=R，因此往往希望 R 的值大一些。在 R 的值滿足輸入電阻要求的條件下，一般選擇較大的C 值，而且 C 的值不能大于 1μF。

2）確定 RP

RP 為靜態(tài)平衡電阻，用來補(bǔ)償偏置電流所產(chǎn)生的失調(diào)，一般取 RP=R。

3）確定 Rf

在實際電路中，通常在積分電容的兩端并聯(lián)一個電阻 Rf。Rf 是積分漂移泄漏電阻，用來防止積分漂移所造成的飽和或截止現(xiàn)象。為了減小誤差要求 Rf ≥ 10R。

4．選擇運算放大器

為了減小運放參數(shù)對積分電路輸出電壓的影響，應(yīng)選擇：輸入失調(diào)參數(shù)（UIO、IIO、IB）小，開環(huán)增益（Auo）和增益帶寬積大，輸入電阻高的集成運算放大器。

四.電路框圖：

五.單元電路的計算

在習(xí)題中偶然見到改變UT的值，便設(shè)計了如是電路，通過疊加定理可算得 V=U*Rp2/(R4+Rp2)(+/-)Uz*R4/(R4+Rp2)六.問題及解決：

實踐表明，一個電子裝置，即使按照設(shè)計的電路參數(shù)進(jìn)行安裝往往也難于達(dá)到預(yù)期效果。這是因為人們在設(shè)計時，不可能周全地考慮各種復(fù)雜的客觀問題，必須通過安裝后的測試和調(diào)整，來發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計方案的不足。然后采取措施加以改

進(jìn)，使裝置達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。因此調(diào)整電子電路的技能對從事電子技術(shù)及有關(guān)領(lǐng)域工作的人員來說，是不應(yīng)缺少的。調(diào)試的常用儀器有：萬用表、示波器、信號發(fā)生器。

1、調(diào)試前的檢查

在電子元器件安裝完畢后，通常不宜急于通電，要形成這種習(xí)慣，先要仔細(xì)檢查。其檢查內(nèi)容包括： *檢查連線是否正確

檢查的方法通常有兩種方法：

（1）按照電路圖檢查安裝的線路。這種方法的特點是根據(jù)電路圖連線，按一定順序安裝好的線路，這樣比較容易查出哪里有錯誤。

（2）按照實際線路來對照原理圖電路進(jìn)行查線。這是一種以元件為中心進(jìn)行查線的方法。把每個元件引腳的連線一次查清，檢查每個去處在電路圖上是否存在，這種方法不但可以查出錯線和少線，還容易查出多線。為了防止出錯，對于已查過的線通常應(yīng)在電路圖上做出標(biāo)記，最好用指針式萬用表“歐姆1”擋，或數(shù)字萬用表“歐姆擋”的蜂鳴器來測量，可直接測量元、器件引腳，這樣可以同時發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。*檢查元器件的安裝情況

檢查元器件引腳之間有無短路和接觸不良，尤其是電源和地腳，發(fā)光二極管“+”、“-”極不要接反。2、調(diào)試方法與原則（1）通電觀察

把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路。觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無元件發(fā)熱，甚至冒煙有異味電源是否有短路現(xiàn)象等；如有此現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電源，待排除故障后才能通電。（2）靜態(tài)調(diào)試

交流和直流并存是電子電路工作的一個重要組成部分。一般情況下，直流為交流服務(wù)，直流是電路工作的基礎(chǔ)。因此，電子電路的調(diào)試有靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試之分。靜態(tài)調(diào)試過程：如，通過靜態(tài)測試模擬電路的靜態(tài)工作點，數(shù)字電路和各輸入端和輸出端的高低電平值及邏輯關(guān)系等，可以及時發(fā)現(xiàn)已損壞的元器件，判斷電路工作情況，并及時調(diào)整電路參數(shù)，使電路工作狀態(tài)符合設(shè)計要求。（3）動態(tài)調(diào)試

調(diào)試的方法是在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號，并循著信號流向來檢測各有關(guān)點的波形，參數(shù)和性能指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)采取各種方法來排除。通過調(diào)試，最后檢查功能塊和整機(jī)的各種指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，如必要再進(jìn)一步對電路參數(shù)提出合理的修正。

七．電路與實驗結(jié)果圖

八.誤差分析：

a.測得輸出電流時接觸點之間的微小電阻造成的誤差;b.電流表內(nèi)阻串入回路造成的誤差;c.測得紋波電壓時示波器造成的誤差;d.示波器, 萬用表本身的準(zhǔn)確度而造成的系統(tǒng)誤差;

九．實驗心得：

實驗箱的接觸不良，示波器的故障都是磨練我們心智的一道道門檻，跨過去，就像從幽寂的冷夜投入曜陽的擁抱。課程設(shè)計中的“命運多舛”從來都不曾組織我們的腳步，我們能做的就是邁向最終的清風(fēng)與花香。對我來講，這就是一步，而在這一步中，我們收獲良多良多： 一個人做不到的，你還有隊友；不懂的，你還有文獻(xiàn)??這個世界上有太多困難，也有太多克服困難的方法，關(guān)鍵在于是否有前進(jìn)的心。

十.參考文獻(xiàn)：

童詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)北京高等教育出版社,2006。付揚電路與電子技術(shù)實驗教程北京機(jī)械工業(yè)出版社

第四篇：簡易函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計.doc

摘 要

本方案主要用集成運放LM324和74HC04等元器件設(shè)計組成一個簡易函數(shù)信號發(fā)生器。該函數(shù)信號發(fā)生器主要由振蕩電路、模擬比較器電路、二階RC有源低通濾波器電路和反相放大器電路等四部份組成。

振蕩電路形成方波，再經(jīng)模擬比較器電路升高幅度完成輸出；二階RC有源低通濾波器電路形成正弦波，再經(jīng)過電位器實現(xiàn)1~12V可調(diào)。由此構(gòu)成了一個簡易的函數(shù)信號發(fā)生器。

本實驗主要通過使用Orcad、DXP軟件等完成電路的軟件設(shè)計。

目 錄 方案比較與選擇（須詳細(xì)闡述創(chuàng)新點或新見解）························· 3 2 電路分析與仿真················································································ 5 3電路板制作、焊接、調(diào)試 ······························································· 11 3.1 軟件制作 ················································································ 11 3.2 硬件制作 ················································································ 13 3.3 電路板調(diào)試 ··········································································· 14 4討論及進(jìn)一步研究建議 ··································································· 18 5課程設(shè)計心得 ·················································································· 18 6 Abstract ····························································································· 19 7參考文獻(xiàn) ·························································································· 20

一、方案分析：

方案一：

方案

二、R3U1A1274HCT04R2R165k6.5kC150nvoR5210kLM324-1U2A274HCT043voVCC310k10kVCC1U3A+V+4R40OUTV-1R620kvo1VCC211R7C2100nR8vo11k1kC3R93VCC1U4A41k0V++OUT-V-1vo2C4vo3R1210kR13vo310kR14210kLM3243VCC1U7A+4V+0100n2LM324100nOUT-V-1Vo4VCC211R100VCC2R172kR112kVCC1VCC2V2-9Vdc5VdcVCC3V340k0R16112k009VdcV10

以上就是我們所查閱到的兩個方案，對于方案一，此方案對比方案二，增加了由方波轉(zhuǎn) 變?yōu)槿遣ú糠?，而且使用電位器來分壓，方?-三角波部分主要是同一個積分器和一 個比較器組成的.積分器部分中的RC可以調(diào)整三角波的頻率,而比較器部分可以調(diào)整三角

波的幅值，理論上存在很大的優(yōu)越性，但經(jīng)過仿真，卻發(fā)現(xiàn)輸出波形失真較大，跟理論有較大差別，而反復(fù)調(diào)試后沒能改正，于是轉(zhuǎn)向執(zhí)行方案二，方案二雖然少了三角波部分，但經(jīng)仿真，輸出波形比較接近理想正弦波，而且此方案簡單明了，各部分功能清晰，更易于操作。故最終選擇方案二。

二、電路分析與仿真

1、多諧振蕩器

由CMOS門電路組成的多諧振蕩器主要是利用RC電路的充放電特性來實現(xiàn),以獲得所需要的振蕩頻率.方波電路圖

0—5v仿真圖如下

參數(shù)確定：

因為VDD=5V，74HCT04的輸入高電平為3.5V,所以對于第一暫穩(wěn)態(tài)（電壓為0時）T1=R2*C1*㏑[VDD/(VDD-Vth)],第二暫穩(wěn)態(tài)T2=R2*C1*㏑(VDD/Vth),T=T1+T2≈R2*C1*㏑4≈1.4*RC.又由f=1KHZ,f=1/T得,f=1/(1.4R2*C1).設(shè)C1=100nF,則可求得R2≈7.2K.2、比較器

比較器主要由LM324構(gòu)成,VCC3=5V,R3=R4=10K,起到分壓作用,因此3腳的電壓為2.5V,當(dāng)0—5V方波由2腳進(jìn)入時,高于2.5V時1腳輸出+5V,低于2.5V時1腳輸出-5V,因此得到±5V方波.參數(shù)選擇適合的即可.比較器

±9v仿真圖

3、二階低通濾波器

二階低通濾波器由LM324和R,C組成,設(shè)置它的頻率為1.5KHZ,則它的功能是從0到1.5KHZ的低頻信號,而對大于1.5KHZ的所有頻率則完全衰減.C4作用是過濾正弦波里的直流電壓.參數(shù)確定:

f=1/(2*3.14*RC)=1.5KHZ,設(shè)C=100nF,則可求得R≈1K.因為增益A=1+R10/R11=2,所以取R10=R11=2K.二階低通濾波器電路圖

仿真圖

4、反相比例放大器

對上述濾波器得到的正弦波進(jìn)行放大或縮小,因為vo4=-(R16/R14)*vo3,所以R16/R14比例變化,vo4峰峰值就能由1伏調(diào)至12伏。

反相比例放大器電路圖

仿真圖

幅頻響應(yīng)

相頻響應(yīng)

三、板制作、焊接、調(diào)試 3.1、軟件制作

1、繪制原理圖

1).打開DXP軟件，選擇FILE,NEW,PCB PROJECT,新建一個項目文件，保存新建的項目文件，在項目文件中新建原理圖文件和PCB文件，保存新建的原理圖文件和PCB文件。

2).畫出下面的原理圖（圖3.1）。

圖3.1

3).雙擊各元件，更改數(shù)值，并通過【Tools】菜單【Annotate】命令來自動編號，校正原理圖。

2、生成PCB圖

1).在KEEP-OUT LAYER 層畫出電氣邊界，在Mechanicall層畫出機(jī)械邊界。

2)．原理圖的元器件連接表的載入，打開原理圖，打開【Design】菜單中的【Update pcb document?】命令，將PCB導(dǎo)入到PCB文件中。3)．元器件布局，按照走線最短的原則放置元件的位置。

4).設(shè)定布線規(guī)則，步驟是在電氣邊界內(nèi)部右擊，選擇【Design】/[Rules?]打開設(shè)置對話框設(shè)置相應(yīng)的選項。

5).布線:先設(shè)定為制作單層板，然后使用【Auto Route】菜單中的【All】進(jìn)行自動布線，打開對話框后，點擊右下角的Route All按鈕即可。但自動布線一般是不能達(dá)到最佳效果的，所以自動布線只是有一個大概的模型，之后還要經(jīng)過手工調(diào)整才能達(dá)到想要的效果。

6）、最后做成PCB圖如下所示：

3、在DXP中遇到的問題：

1)、布線沒有調(diào)整線的寬度，用默認(rèn)的0.25mm的線，但有些同學(xué)改為了0.5mm的線打印出來還是很細(xì)，這樣腐蝕的時候就有可能斷掉，所以我們最后又重新把每一根線改為了1mm。

2)、畫圖的時候沒有注意焊盤的大小，雖然打印之前有逐一加大，但由于一開始沒有考慮到線與焊盤之間的關(guān)系，以至于有些線與焊盤靠得太近，所以不能改太大，所以最后打印出來有些焊盤還是偏小。

3)、沒有注意元器件的封裝問題。我們一開始電容用的封裝是RAD0.3，這個封裝兩個針腳之間可以穿越一條線，這與實物不相符。再用回RAD0.1封裝時，兩個針腳之間不穿越

線，所以也得重新布局。封裝可以在原理圖上改，也可以在PCB圖里改。

4)、畫線之前忘記設(shè)定為單層板，以至于畫出來的線有一部分是紅色的，后來改為只選取bottom layer,畫出來的線就全部是藍(lán)色的了。

5)、用自動布線的時候，系統(tǒng)有些線是重連的，就如地線是經(jīng)常重連的，我們只需要一條線都共地就可以了；有些線是布置得密，我們就把那些線分開一點。以免敷銅時線會接在一起短路。

3.2、硬件制作

電路板的制作共分為四個部份：

第一、用熱敏紙打印DXP電路圖。

第二、將用熱敏紙打印出來的DXP電路圖印在電路板上。首先把用沙紙磨擦過的電路板（能更好地吸碳粉）對準(zhǔn)熱敏紙電路圖封裝好，盡量貼緊，然后放進(jìn)封塑機(jī)進(jìn)行封塑，封塑機(jī)的溫度要保持在恒溫150攝氏度，封塑過程要進(jìn)行十幾個來回，以保證熱敏紙上的電路圖形態(tài)的碳粉能盡量多地印在電路板上。這個過程要持有一定的耐心。有些同學(xué)在加熱的時候把封塑機(jī)上加熱/冷悼的健打到冷悼上，以至于雖然進(jìn)行了二十多個來回，但最后也只是把一部分電路印在了電路板上，既浪費了時間，也浪費了電路板。

第三、電路板去銅。這個過程首先必須要注意安全。首先是調(diào)配溶液，溶液總量以剛沒盤底為宜，以節(jié)省材料。所用的水、過氧化氫、鹽酸的比例是2：1：1，但如果要爭取時間也可以適當(dāng)加多鹽酸和過氧化氫的量，調(diào)配好溶液后，輕輕地把印有電路圖的電路板放進(jìn)去，然后觀察板上銅的反應(yīng)直至除碳粉覆蓋的銅外全部銅都反應(yīng)溶解完全。看到銅被溶解完之后就拿去用清水洗干凈。在這一過程中還要注意手套是否穿了。

第四、打孔。這一步也具有一定的危險性，指導(dǎo)老師反復(fù)強(qiáng)調(diào)要注意安全。打孔時，固定好電路板，先將鉆頭對準(zhǔn)電路板上的需要打孔的點，然后用手操作控制桿快速往下壓，這樣就可以。在打孔之前最后先調(diào)好鉆頭的轉(zhuǎn)速，打快或太慢都不好。這一步要極具耐心與細(xì)心，否則容易出事故導(dǎo)致前功盡棄。

電路板的制作也就完成了，接下來就到了電路板的焊接。首先，測試好元器件的值，然后對照電路圖對號入座，由于我們的布線比較細(xì)，所以在焊接的過程中一定要小心，否則很容易就會發(fā)生短路現(xiàn)象。

3.3電路板調(diào)試

電路板的制作與焊接都完成后，就到了電路的調(diào)試過程。連接電源，這一過程可先用萬用表測量給出是否為±9V，連到器件上的時候千萬不要接錯工作電壓，不然會燒掉運放LM324。

1、觀察給+5V的方波輸出：示波器一端接多諧振蕩器輸出測試點，一端接地；觀察輸出波形如圖

3.1，該圖為為輸出幅度+5V

方波。

圖3.1

2、觀測±9V的方波輸出：將示波器另一端接比較器輸出點，這個主要是觀測幅度是否達(dá)到±9V。如圖3.2：

圖3.2

4、最后觀測輸出波：經(jīng)濾波放大后 如圖3.3

圖3.3

最后，因為我們用是電位器分壓，而實際給出的正弦波與仿真時的Vpp相差較多，仿真時可以達(dá)到Vpp＝14V，而實際出來的只是9V，最后因為實際與仿真相差過大，從而用電位器不能分到12V，這是本電路的一個缺點。

四、討論及進(jìn)一步研究建議

本設(shè)計雖然最終實現(xiàn)了正弦波形的輸出，但仍存在較大的不足，尤其是多諧振蕩器輸出的方波不能實現(xiàn)占空比的調(diào)整，這就使最后輸出的正弦波形的可調(diào)性產(chǎn)生了很大的局限性，這對一個函數(shù)信號發(fā)生器而言顯然是個很大的缺陷，但由于在設(shè)計過程中的疏忽而最終沒能實現(xiàn)這一功能，實在是一大敗筆。另外，對于方案一中的電路，雖然我們不知什么原因沒能通過仿真而最終舍棄了，但理論上確實存在著很大的可行性，尤其是三角波部分的電路，相當(dāng)于一個過渡，使得方波到正弦波的轉(zhuǎn)換更加自然，最終輸出的波形當(dāng)然就更加接近正弦波了，所以如果在我們的電路上再加上調(diào)節(jié)占空比與三角波電路的部分將使電路更加理想。

五、課程設(shè)計心得

通過對函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計，我深刻認(rèn)識到了“理論聯(lián)系實際”的這句話的重要性與真實性。而且通過對此課程的設(shè)計，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實踐中理解了書本上的知識，明白了學(xué)以致用的

真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個課程設(shè)計的原因。他是為了教會我們?nèi)绾芜\用所學(xué)的知識去解決實際的問題，提高我們的動手能力。在整個設(shè)計到電路的焊接以及調(diào)試過程中，我個人感覺調(diào)試部分是最難的，因為你理論計算的值在實際當(dāng)中并不一定是最佳參數(shù)，我們必須通過觀察效果來改變參數(shù)的數(shù)值以期達(dá)到最好。而參數(shù)的調(diào)試是一個經(jīng)驗的積累過程，沒有經(jīng)驗是不可能在短時間內(nèi)將其完成的，而這個可能也是老師要求我們加以提高的一個重要方面吧！另外也學(xué)到了團(tuán)隊協(xié)作的重要性，在整個設(shè)計過程中，正是因為我們各位隊員分工合作，攜手合力，最終才能在規(guī)定的時間內(nèi)順利的完成了任務(wù)。雖然完成的結(jié)果仍然存在著種種的不如人意，但我們確實在實踐過程中受益匪淺。

―

參考文獻(xiàn)

[1].康華光，陳大欽等。電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部份（第四版）。高等教育出版社。2006.4：355~356。

[2].康華光，鄒壽彬等。電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部份（第四版）。高等教育出版社。2006.4：370~371。

[3].謝自美，電子線路設(shè)計.實驗.測試（第二版）。華中科技出版社。2000.7 ISBN7-5609-2166-3

第五篇：簡易信號發(fā)生器設(shè)計

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計任務(wù)書 課程設(shè)計題目：簡易信號發(fā)生器設(shè)計

一、設(shè)計目的和要求

（一）、設(shè)計目的通過設(shè)計簡易信號發(fā)生器，完成系統(tǒng)設(shè)計、編碼、調(diào)試及維護(hù)工作的實踐，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計思路，熟悉和掌握硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計的一般方法。

（二）、設(shè)計要求

1.設(shè)定功能：能通過按鍵設(shè)定信號類型、頻率

2.顯示功能：通過數(shù)碼管或液晶顯示當(dāng)前波形類型和頻率。

3.計數(shù)功能：能設(shè)定自動輸出多少個周期該波形后停止輸出，直到再次按下觸發(fā)按鈕

二、設(shè)計內(nèi)容及步驟

1.系統(tǒng)分析，完成系統(tǒng)分析報告

2.根據(jù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、課程實驗，查閱資料，確定系統(tǒng)各個模塊的譯碼電路和地址范圍以及其它硬件型號，詳細(xì)畫出系統(tǒng)硬件原理圖。

3.程序流程圖，編制程序。

4.調(diào)試修改顯示子模塊、鍵盤掃描子模塊、定時器中斷子模塊和主程序

5.編寫課程設(shè)計報告

內(nèi)容包括：題目、摘要、目錄、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)等。學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將全部內(nèi)容以先后順序?qū)懗稍O(shè)計報告一份，闡述整個設(shè)計內(nèi)容，要求重點突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報告要求在專用報告書上書寫。

6.完成課程設(shè)計報告，設(shè)計報告字?jǐn)?shù)不得少于3000 字撰寫要求如下： ·設(shè)計任務(wù)

·問題定義、理論分析

·理論設(shè)計（程序功能結(jié)構(gòu)、算法說明和程序框圖）

·上機(jī)調(diào)試（實驗環(huán)境、實驗說明和程序清單）

·結(jié)果分析

·心得體會

三、進(jìn)度安排

按教學(xué)計劃規(guī)定，單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計總學(xué)時為一周，其進(jìn)度及時間大致分配如下：

序號 設(shè)計內(nèi)容天數(shù)（約占比例）查閱資料（約占8%）確定設(shè)計思路（約占15%）畫出硬件圖、確定各個模塊的電路實現(xiàn)方法（約占27%）編寫程序（約占25%）調(diào)試修改各子模塊和主程序（約占15%）總結(jié)設(shè)計過程，編寫課程設(shè)計報告1（約占10%）