武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书
能力拓展训练任务书
学生姓名： xxxx 专业班级： 自动化xxx班 指导教师： xxxxxx 工作单位： 自动化学院 题 目: 交流信号发生器设计 初始条件：计算机、Max+plusⅡ、EDA实验箱。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
控制产生1-99Hz（精度0.1Hz）的正弦交流信号，通过DAC 0832转换后输出。通过按键操作，可对输出信号的峰值与频率进行控制。 任务安排：
（1) 设计任务及要求分析 （2) 方案比较及认证说明
（3) 系统原理阐述，写出设计方案结构图。
（4) 软件设计课题需要说明：软件思想，流程图，源程序及程序注释
（5) 调试记录及结果分析、 （6) 总结
（7) 参考资料5篇以上 （8) 附录：程序清单 时间安排：
6月27日：安排设计任务；收集资料；方案选择 6月28日：程序设计
6月29——30日：实验室内调试程序并演示 7月1日：撰写报告
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武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书
7月5日：交设计报告
主要参考资料：
[1] 谭会生，张昌凡．EDA 技术及应用．西安：西安电子科技大学出版社．2004
[2] 孙晓明．EDA实验指导书．武汉：武汉理工大学教材中心，2007．1
指导教师签名： XXX 2011
系主任（或责任教师）签名：
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年 6 月 24 日
年 月 日
武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书
目录
1.设计意义及要求 ..................................... 4 1.1设计意义 ....................................... 4 1.2设计要求 ....................................... 4 2.方案的比较及选择 ................................... 5 3.设计原理 ............................................ 6 3.1设计思想 ....................................... 7 3.2原理说明及方框图 ................................ 7 3.3单片机AT89C51 .................................. 8 3.4 A/D转换 ...................................... 11 4.主程序及流程图 ..................................... 13 4.1程序流程图..................................... 13 4.2程序代码 ...................................... 14 5.仿真结果 ........................................... 17 6.心得与体会 ......................................... 20 7.参考文献 ........................................... 21 本科生能力拓展训练成绩评定表 ......................... 22
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武汉理工大学《能力拓展训练》课程设计说明书
1.设计意义及要求
1.1设计意义
在计算机控制技术、电子技术飞速发展的今天，信号发生器的应用越来越广，对信号发生器的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出信号的频率微调分辨率提出越来越高的要求，普通的信号源已经不能满足现代电子技术的高标准要求。国内外纷纷设计制作先进的信号发生器，从实用价值来看，各高校中信号发生器应用极为广泛，能够设计出低成本、高精度的信号发生器并推广使用具有非常重要的意义。
而基于单片机的交流信号发生器的设计，以性价比相对较高的AT89C51单片机为核心，以简单、廉价的元器件构筑，能够产生高精度、高纯度的正弦波，同时可以实现波形频率和幅度在线调整。目前购买的信号发生器价格昂贵，功能强大，实际在高校开展实验过程中用到最多的是低频信号发生器。如果能够在高校实验领域应用它们，将具有重要的实际意义。
1.2设计要求
在初始条件为计算机、Max+plusⅡ、EDA实验箱的情况下设计交流信号发生器。 要求：
控制产生1-99Hz（精度0.1Hz）的正弦交流信号，通过DAC 0832转换后输出。通过按键操作，可对输出信号的峰值与频率进行控制。
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2.方案的比较及选择
方案一：采用分立元件组成的函数发生器，通常是单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高，不容易调试。
方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。
方案三：采用晶体管、运放IC等通用器件制作，可产生正弦波，通过调整外部元件可改变输出频率，但它们的精度不高，调节方式也不够灵活。
方案四：采用单片机编程的方法来实现。即采用AT89C51单片机和DAC0832芯片以一定的模拟数字电路，通过编程可以产生正弦交流信号。不但设计简单，而且可以很简便的通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。调节幅度和频率，扩展性强。
鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二、三的电路复杂、精度达不到要求等缺点，所以决定采用方案四的设计方法。它不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法来实现，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。
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