开题报告(基于AT89S52单片机的波形发生器)

基于AT89S52单片机的波形发生器

河南科技大学毕业设计（论文）开题报告

（学生填表）

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基于AT89S52单片机的波形发生器

2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述 一、波形发生器的发展状况 波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高 稳定性、 可重复性和易操作性的电子仪器。 函数波形发生器具有连续的相位变换、 和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、 波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统， 因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。 在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介 于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准 波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的 波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格 贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。同 时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节， 因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。 在 70 年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D/和 D/A,硬件和软 件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。这时期的波形发生器多以软 件为主，实质是采用微处理器对 DAC 的程序控制，就可以得到各种简单的波形。 90 年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是 HP 公司推出 了型号为 HP770S 的信号模拟装置系统，它由 HP8770A 任意波形数字化和 HP1776A 波形发生软件组成。HP8770A 实际上也只能产生 8 中波形，而且价格 昂贵。 不久以后， Analogic 公司推出了型号为 Data-2020 的多波形合成器， Lecroy 公司生产的型号为 9100 的任意波形发生器等。 到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过 GHz 的 DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003 年，Agilent 的 产品 33220A 能够产生 17 种波形，最高频率可达到 20M,2005 年的产品 N6030A 能够产生高达 500MHz 的频率，采样的频率可达 1.25GHz。由上面 的产品可以看出，函数波形发生器发展很快近几年来，国际上波形发生器技术发 展主要体现在以下几个方面： (1)过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得波 形发生器能应用于越来越广的领域

。波形发生器软件的开发正使波形数据的输入 变得更加方便和容易。波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段 把波形数据存入存储器。同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式，复杂的 波形可以由几个比较简单的公式复合成 v=f (t)形式的波形方程的数学表达式产 生。从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展，各种计算机语言的飞 速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。目前可以利用可视化编程 语言(如 Visual Basic ,Visual C 等等)编写任意波形发生器的软面板， 这样允许从计 算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。 (2)与 VXI 资源结合。目前，波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人 计算机的插卡以及新近开发的 VXI 模块。由于 VXI 总线的逐渐成熟和对测量仪 器的高要求，在很多领域需要使用 VXI 系统测量产生复杂的波形，VXI 的系统资 源提供了明显的优越性，但由于开发 VXI 模块的周期长，而且需要专门的 VXI 机箱的配套使用， 使得波形发生器 VXI 模块仅限于航空、 军事及国防等大型领域。 在民用方面，VXI 模块远远不如台式仪器更为方便。 (3)随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又重新繁荣

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起来。不过现在新的台式仪器的形态，和几年前的己有很大的不同。这些新一代 台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格，都比过去的 类似产品减少了一半。 二、 国内外波形发生器产品比较 早在 1978 年， 由美国 Wavetek 公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取 样频率为 5MHz ,可以形成 256 点(存储长度)波形数据，垂直分辨率为 8bit, 主要用于振动、 医疗、 材料等领域的第一代高性能信号源， 经过将近 30 年的发展， 伴随着电子元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化，波形发生器的性能 有了飞速的提高。变得操作越来越简单而输出波形的能力越来越强。波形操作方 法的好坏，是由波形发生器控制软件质量保证的，编辑功能增加的越多，波形形 成的操作性越好。 以下给出了几种波形发生器的性能指标，从中可以看出当今世界上重要电子 仪器生产商在波形发生器上的研制水平。 公司 型号 最高采用 频率 通道数 垂直分辨 率 存储容量 输出电压 64K 10V 8M 2.5V 8M 2V 1M 10V 1M 10V 64K 15V 2 12bit 2 8bit 2 8bit 4 16bit 2 14 bit 4 12bit Tektronix AG320 16MS/s Tektronix AWG710 4GMS/s 横河电机 AG5100 1GMS/s HIOKI 7075 10MS/s 普源 DG3121 300MS/s Wavetek 295 50MS/s

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3. 课题设计(或研究)的内容 (1) 设计 AT89S52 的最小系统电路； (2) 通过 8255 扩展 I/O 口 (3) 扩展双口 RAM,用于波形数据的

存储 (4) 设计时钟电路和分频电路，满足波形的周期要求 (5) 设计 D/A 转换电路，输出模拟波形。

4. 设计(或研究)方法 (1)知识储备，阅读相关书籍使自己对无线传感器网络有一定的认识。 (2)将设计分成几个模块，了解各个模块所选器件的特性和技术参数。 (3)对各模块的元器件进行深入的了解，包括其管脚功能和接线等等。 (4)对各模块元器件的辅助模块进行合理的设计，使各模块构成完整的模块。 (5)对各个模块进行组合和完善，使其成为完整的、满足要求的设计。

1. 实施计划 4-8 周: 9-13 周: 14-15 周:

熟悉 AT89S52 和所用芯片的基本知识； 完成电路的设计； 写毕业论文，准备答辩。

指导教师意见

指导教师签字： 教研室意见

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教研室主任签字：

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