03年电子设计大赛获奖作品信号发生器设计报告
题目：简易信号发生器
设
计
报
告
摘要
本设计以DDS芯片AD9850为频率合成器，以STC89C52单片机为进程控制和任务调度核心，用AD603实现增益控制（AGC)和功率放大，串行数模转换器(D/A)MAX531 实现方波占空比调节，并用Nokia5110液晶显示及键盘构成幅度、频率、方波占空比均可调的简易信号发生器。该信号发生器输出正弦波信号频率范围为20Hz?1MHz,方波信号频率范围为20Hz~1MHz;步进1Hz，5Hz,可键盘选取;正弦波的电压峰峰值可以在0.3?3V范围内步进调节，幅度调节精度达0.1V;方波占空比从10%?90%可步进可调，步长为1%。该DDS信号发生器具有工作稳定、精度高、失真度小、频率范围大、步进选择多、控制灵活的优点。
关键词：DDS芯片 AD9850 STC89C52单片机 AD603 幅度调节占空比调节信号发生器
目录
一设计任务与要求------------------------------------------------1
1.1基本要求------------------------------------------------1
1.2发挥部分------------------------------------------------1 二方案比较与论证------------------------------------------------2
2.1频率合成器的方案论证与选择------------------------------2
2.2主控芯片的方案论证与选择--------------------------------2
2.3显示模块的方案论证与选择--------------------------------3
2.4系统总体结构框图----------------------------------------3 三硬件电路设计--------------------------------------------------4
3.1 电源电路-----------------------------------------------4
3.2 控制系统设计-------------------------------------------5 3.2.1 STC89C52单片机最小系统-----------------------------5 3.2.2键盘接口设计----------------------------------------5
3.3频率合成器模块设计--------------------------------------6 3.3.1 DDS原理与AD9850简介-----------------------------6 3.3.2 AD9850接口设计-----------------------------------8
3.3.3 占空比调节电路-----------------------------------9 3.4AD603原理与电路设计--------------------------------------9 3.5MAX531原理与应用----------------------------------------11 3.6MC1403 简介与应用---------------------------------------12 四软件程序设计--------------------------------------------------13
4.1 系统软件总体设计----------------------------------------13 4.1.1监控程序-------------------------------------------13 4.1.2数据处理程序--------------------------------------14 4.1.3测量控制程序--------------------------------------14 4.2键盘监控程序--------------------------------------------15 4.3 AD9850数据处理程序-------------------------------------16 4.4 AD603增益控制程序--------------------------------------17 五测试方案与测试结果-------------------------------------------18
5.1测试仪器-----------------------------------------------18
5.2测试方法-----------------------------------------------18
5.2.1单片机最小系统模块调试----------------------------18
5.2.2 AD9850输出调试-----------------------------------18
5.2.3 系统调试------------------------------------------19
5.3测试数据------------------------------------------------19
5.4数据分析说明--------------------------------------------19六设计总结------------------------------------------------------20 附录（全部电路图）
一设计任务与要求
1.1基本要求
（1）正弦波信号源要求：
① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz
② 频率稳定度：优于10-4
③ 无明显失真
（2）脉冲波信号源要求：
① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz
② 上升时间和下降时间：≤1μs
③ 平顶无明显斜降
④ 脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2%
（3）上述两个信号源公共要求：
① 频率可预置。
② 在负载为600Ω时，输出幅度为3V。
③ 完成5位频率的数字显示。
1.2发挥部分
（1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。
（2）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV。
（3）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz。
（4）其他
二 方案比较与论证
本信号发生系统包括DDS 正弦波产生模块，单片机控制模块，放大器模块，键盘显示等四大模块。现将各模块主要器件做以下论证：
2.1频率合成器的方案论证与选择
方案一：采用模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038，可产生正弦波、方波、三角波，通过调整外部元件可改变输出频率，但采用模拟器件有远见分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与尾部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低；而且灵活性较差，不能实现波形高精度分辨率以及波形运算输出等智能化的功能。
方案二：采用锁相式频率合成方案。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。这种频率合成器可以很好的选择所需频率信号，并省去了大量的滤波器。但由于频率受VCO 可变频率范围的影响，高低频率比不可能做的很高。而且锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长，由模拟方法合成的正弦波参数，如幅度、频率和相位都很难控制。
方案三：采用直接数字式频率合成器(DDS)。用随机读写存储器RAM 存储所需波形的量化数据，按照不同频率要求以频率控制字k 为步进对相位进行累加，以累加相位值作为地址码读取存放在存储期内的波形数据，经D/A 转换盒幅度控制再滤波即可得所需波形(如图①)。由于DDS 具有相对带宽很宽、拼了转换时间极短(可小于20ns)、频率分辨率可以做得很高(典型值为0.001Hz)等优点，另外，全数字化便于集成，输出相位连续，频率、相位和幅度均可实现程控，完全满足设计要求，于是我们采用了此方案。
2.2主控芯片的方案论证与选择
方案一：采用STC89C52单片机，52单片机主要特点有：与MCS-51产品兼容；具有8K 字节在系统编程的Flash 内部程序存储器；256字节内部RAM ；32根可编程I/O 线；三个16位定时器/计数器；8个中断源等。考虑到我们的方案对主控制器的要求不是很高，所以选用STC89C52。
方案二：AVR 单片机内嵌高质量的Flash 程序存储器，单片机的I/O 线全部带可设置的上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设定高阻输入、驱动能力强等特性，使的得I/O 口资源灵活、功能强大。但价格稍微贵一点，程序控制较51系列复杂。
参考频率源
波形 存储器
相位 累加器
D/A 转换器
频率
控制字k
①
2.3显示模块的方案论证与选择
方案一：用LED 数码管，LED 数码管也称半导体数码管，它以发光笔段并按共阴极方式或共阳极方式连接后封装而成的。数码管只能显示固定的数字和字母，驱动电路较复杂，显示程序编写难，且其显示效果差，闪烁不定等缺点。
方案二：采用液晶显示器件(LCD)，是一种高新技术的基础元器件。它利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换为可视信号而制成的显示器。其中Nokia5110微功耗、体积小、显示内容丰富、模块 化、廉价，满足设计需求，此处采用此显示模块。
2.4系统总体结构框图
根据设计要求，经过仔细分析，充分考虑各种因素，制定了如图2-1所示总体结构框图：以AD9850为频率合成器，ATmega16单片机为控制核心，完成频率控制字计算，处理键盘数据，控制液晶显示，控制AD603进行幅值调节等。
图2-1 系统总体结构框图
总体结构框图包括硬件设计和软件设计。如图3-1所示，硬件设计主要包括三部分：AD9850波形产生电路设计、51单片机控制电路设计和输出信号调整电路设计。软件设计需要完成键盘输入、AD9850频率控制字的写入以及输出信号幅度的 控制等功能。下面就对硬件各部分逐一加以介绍。
1. DDS 波形产生电路
波形的产生主要是通过单片机对AD9850写入频率控制字，改变波形的频率，实现波形的频率在规定的范围内可以随意调节。正弦波可由AD9850直接输出模拟波形，对于方波，可将输出的正弦波经过低通滤波器接到高速比较器，经比较器输出方波。
2.单片机控制电路
液晶 显示
1# AD9850 频率合成器
MAX531占空比调节
AD603 增益放大
键盘
2# AD9850 频率合成器
ATmega16 单片机
示波器
50M 有源晶振
STC89C52 125M
单片机的主要工作是对键盘进行扫描和液晶显示控制，从键盘接收相应的键值，包括合成信号的频率，幅度的放大和衰减倍数以及各种功能按键的值，再通过键值解释程序执行相应的操作。接收到需要产生的频率数据后，单片机经过内部运算得出AD9850产生该频率所需的频率控制字(十六进制)，在写时序控制下，将数据写入AD9850内部的各个寄存器，产生所需的合成信号。
3.输出信号调整电路
由于输出波形幅度要求在0.1V—5V(20Hz-20KHz)的范围内连续可调，因此采用了AD603程控增益的方法对其进行幅值的放大和衰减。单片机可以通过D/A转换器(MAX531)控制信号的增益，实现信号幅值在规定范围内可以根据需要任意调节
三硬件电路设计
3.1 电源电路本机使用+5V和-5V共地电源，硬件设计中采用自带电源方式。本系统中除了AD603接正负电源外，其它如AD9850，有源晶振，ATmega16，MAX531，MC1403，液晶显示器等均使用+5V电源供电。电源电路原理图一般包括三部分：整流，滤波，稳压。4个二极管采用全波整流方式连接，C2和C5用于一级滤波，滤掉高次波的影响，之后经过7805/7905的稳压，另外在稳压管输出端也加上了大容量的电解电容，其目的一、为了能平稳的输出电压并且二次滤波，使其输出不产生大的波动。二、就是储能的作用，是为了避免设计中用到功率电流大的器件影响。电源电路原理图如图 3-1 所示。
图 3-1 电源电路原理图
3.2 控制系统设计
3.21 STC89C52单片机最小系统
单片机最小系统包括LCD12864液晶显示电路，键盘控制电路和单片机外部复位电路三个模块。最小系统如图3-2所示：
图3-2 单片机最小系统接口图
3.22键盘接口设计
本设计用到的按键较多，所以采用4*4矩阵键盘来实现输入控制，节省单片机端口资源，为矩阵键盘统一分配单片机端口P1。
相位累加器波形存
储器
D/A转
换器
低通滤
波器
矩阵键盘电路图
3.3频率合成器模块设计
3.31 DDS原理与AD9850简介
DDS技术是根据奈奎斯特定理取样，从连续信号的相位出发，通过查表法产生波形将一个正弦信号取样、量化、编码形成一个正弦函数表存在EPROM中。合成时，通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量。相位增量不同将导致一周期内的取样点数的不同，在取样频率不变的情况下，通过改变相位累加器的频率控制字，将这种变化的相位除以幅值量化的数字信号，通过D/A转换及低通滤波器即可得到合成的相位变化的模拟信号频率。
对于一个简单的直接数字频率合成器，它可以分为参考频率源、相位累加器、可编程只读存储器(PROM)和D/A转换器四部分(见图3-4)。
图3-4 DDS基本工作原理
AD9850是AD公司采用先进的DDS技术，1996年推出的高集成度DDS频率合成器，它内部包括可编程DDS系统、高性能DAC及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。接上精密时钟源，AD9850可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出。此正弦波可直接用作频率信号源或转换成方波用作时钟输出。AD9850接口控制简单，可以用８位并行口或串行口直
接输入频率、相位等控制数据。32位频率控制字，在125MHz时钟下，输出频率分辨率达0.0291Hz。先进的CMOS工艺使AD9850不仅性能指标一流，而且功耗少，在3.3Ｖ供电时，功耗仅为155mV。扩展工业级温度范围为-40~+85摄氏度。
可编程DDS系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个N位相位寄存器组成，N一般为24～32。每来一个外部参考时钟，相位寄存器便以步长M递加。相位寄存器每过2N/M个外部参考时钟后返回到初始状态一次，相位地正弦查询表每消费品一个循环也回到初始位置，从而使整个DDS系统输出一个正弦波。输出的正弦波周期To=Tc2N/M，频率fout=Mfc/2N，Tc、fc分别为外部参考时钟的周期和频率。
AD9850采用32位的相位累加器，将信号截断成14位输入到正弦查询表，查询表的输出再被截断成10位后输入到DAC，DAC再输出两个互补的电流，接到滤波器上。调节DAC满量程输出电流，需外接一个电阻Rset，其调节关系为Iset=32(1.248V/Rset)，Rset的典型值是3.9kΩ。AD9850的内部方框图如图3-5所示。
图3-5 AD9850内部方框图
AD9850是28脚SOP表面封装。其引脚排列如图3-6所示。功能如下：
1.D0-D7，控制字并行输入端，其中D7可作为串行输入；
2.DGND，数字地；
3.DVDD，数字电源；
4.WCLK，控制字装入时钟；
5.FQUD，频率更新控制；
6.CLK，输入时钟；
7.AGND，模拟地；
8.AVDD，模拟电源；
9.RSET，DAC外接电阻；
10.QOUT，QB，内部比较器输出；
11.VINN，VINP，内部比较器输入；
12.DACBL，内部DAC外接参考电压端；
13.IB，IOUT，DAC输出端；
14.RES，复位端。图3-6 AD9850引脚排列。
3.32 AD9850接口设计
单片机与AD9850的接口既可以用并行方式，也可采用串行方式，但为了充分发挥芯片的高速性能，应在单片机资源允许的情况下尽可能选择并行方式，本系统采用并行接法。
DDS的基准信号源决定于整个系统输出的精确度和稳定度，在本系统中采用了50.00MHz的温度补偿晶体振荡器作为DDS的基准信号源，温度补偿晶体不随温度的改变而改变，而且精度和稳定度是非常高，抗干扰也是比较好。使得整个系统输出的频率是那么的精确稳定。由于AD9850是贴片式的体积非常小，引脚排列比较密，焊接时必须小心，还要防静电击穿，焊接不好就很容易把芯片给烧坏。还有在使用中数据线、电源等接反或接错都很容易损坏芯片。所以在AD9850外围采用了电源、输入、输出、数据线的保护电路。为了减小外界干扰，添加了不少的滤波电路。正弦波、方波产生详细电路图如图3-7所示。
图3-7 正弦波、方波产生电路
3.33占空比调节电路
占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。比如，占空比为0.1，说明正电平所占时间为0.1个周期。在对占空比概念的了解上进一步深入，经过多项实验方案和比较，最终得出了合理而容易实现的方法，即利用D/A MAX531输出适合的电压信号，通过AD9850内部本身的高速比较器与正弦波进行比较，MAX531与内部比较器负端(VINN)连接，而AD9850本身产生的正弦波与比较器正端(VINP)连接，其结构原理图如图3-8所示。
正弦波
占空比可调的方波输出
MAX531
图3-8 方波占空比调节结构原理图
该占空比的方法不仅可以实现连续调节(范围：10%~90%)，而且实用性强、精确度高、稳定性好，具体电路原理如图3-9所示。
图3-9 方波占空比调节电路
3.4 AD603原理及应用
AD603是美国ADI公司推出的的一种宽频带、低噪声、增益可程控的集成运算放大器，可用于射频自动增益放大、视频增益控制、A/D转换时的量程控制和信号测量系统中。本文介绍了AD603的工作原理及使用要点,给出了以AD603为核心构成的应用电路。
3.41 AD603引脚排列、功能及极限参数
AD603的引脚排列如图1 所示,表3-2为其引脚功能。AD603的极限参数如下：●电源电压VS：±7.5V ;
●输入信号幅度VINP：+2V ;
●增益控制端电压GNEG和GPOS：±VS
●功耗：400mW;
●工作温度范围：
AD603A：-40℃～+85℃;
AD603S：-55℃～+125℃;
图3-10 AD603引脚排列
引脚名称描述
1 GPOS 增益控制电压正相输入(正电压控制)
2 GNEG 增益控制电压反相输入(负电压控制)
3 VINP 运放输入
4 COMM 运放公共端
5 FSBK 反馈端
6 VENG 负电源输入
7 VOUT 运放输出
8 VPOS 正电源输入
表3-2 AD603管脚功能表
3.42 AD603的内部结构及原理
AD603的简化原理框图如图3-11所示，它由无源输入衰减器、增益控制界面和固定增益放大器三部分组成。加在梯型网络输入端(VINP)的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的电压决定。增益的调整与其自身电压值无关, 而仅与其差值VG(VGPOS-VGNEG)有关，由于控制电压GPOS/GNEG端的输入电阻高达50MΩ,因而输入电流很小,致使片内控制电路对提供增益控制电压的外电路影响减小。以上特点很适合构成程控增益放大器。VG 控制的梯形网络的“滑动触点”可以连续的移动，可实现0~-42.14dB的衰减。
图3-11 AD603的原理框图
我们可利用反馈网络(VOUT与FDBK的连接方式)设计AD603的增益GF，可设置为三种模式。
模式一：将5脚(VOUT)和7脚(FDBK)短路，AD603的增益为40Vg+10，增益范围为-10~+ 30dB。
模式二：将5脚(VOUT)和7脚(FDBK)断开，其增益为40Vg +30，增益范围为10~50dB。
模式三：在5脚(VOUT)与7脚(FDBK)之间外接一个电阻REXT，可将GF设置在31.07~51.07dB之间的任意值。
3.43 AD603增益放大电路
图3-12 AD603增益放大电路
3.5 MAX531简介及电路设计
MAX531是美信公司推出的12位单通道串行D/A转换器件, 它具有功耗低、转
换频率快、内部带基准电压等特点，内部有内置2.048V基准电压源这一性能是很重要的，把内置基准电压源的输出作为D/A转换器的参考电压，由于所用参考电压非常精密，所以其D/A转换的输出电压的线性度很好，误差极小，这正是MAX531最可取之处。MAX531为14脚DIP封装，能与MCS51、AVR单片机接口。芯片外部引脚见图3-13，各引脚功能见表3-3。
MAX531芯片采用5V或±5V供电,具有1路12位模拟量电压输出。D/A转换数据通过DIN串行输入，然后经过D/A转换和运放从Vout输出各种范围的电压信号。如
图2所示。
DIN----数据串行输入端
CS-----片选端
SCLK---串行时钟输入端
CLR----清零，异步设置DAC
存储器为00H
图3-13 MAX531引脚排列
表3-3 MAX531各个引脚的功能
引脚名称功能
1 BIPOFF 空端口
2 DIN 串行数据输入
3 CLR 清除端
4 SCL K 串行时钟信号注入
5 CS 片选端
6 DOUT 串行数据输出
7 DGND 数据地
8 Vdd 电源输入端
9 RFB 反馈输入端
10 Vout 模拟电压输出
11 REFOUT 基准电压输出
12 REFIN 基准电压输入
13 AGND 模拟地
14 Vss 公共接地端
3.6 MC1403简介及应用
MC1403是美国摩托罗拉公司生产的高准确度、低温漂、采用激光修正的带隙基准电压源，国产型号为5G1403和CH1403。它采用DIP－8封装，引脚排列如图7-1-2所示。UI＝＋4.5V～＋15V，UO＝2.500V(典型值)，αT可达10×10－6/℃。
为了配8P插座，还专门设置了5个空脚。其输出电压UO＝Ug0(R3＋R4)/R4＝1.205×2.08＝＋2.5V。
MC1403是精密的带隙电压基准电路。用于要求高的测试仪器和D/A转换器。该电路可与MATOROLA的MC1508和MC3510D/A转换器或MC14433A/D配合使用。低温漂是该器件的主要特点，可作为8~12位A/D转换器提供基准电压，替代低温度系数的齐纳二极管，高稳定性的电流基准。芯片外部引脚见图3-14，MC1403的功能参数如下：
输出电压: 2.5 V ＋/- 25 mV
输入电压范围: 4.5 V to 40 V
输出电流: 10 mA
图3-14 MC1403引脚排列
四软件程序设计
软件的质量对仪器的功能、性能指标及操作有很大的影响。根据各部分功能要求，整个系统的软件程序由监控程序，测量控制程序和数据处理程序组成。系统总程序流程图如图4-1所示。
图4-1 系统总程序流程图
4.1.1 监控程序
监控程序是软件中的主线，它调用各模块，并将它们联系起来，形成一个有机的整体，从而实现对仪器的全部管理功能。其程序的基本结构为:
1.初始化程序：实现对单片机，液晶显示器及AD9850的初始化，对各个使用的寄存器分别进行复位和置位，使信号发生器工作于初始状态，为接收外部控制命令做好准备。
2.键盘扫描与解释程序：通过对键盘的扫描和键值的解释，按用户的键入命令转入相应的服务程序。
4.1.2 数据处理程序
将用户输入的频率值转换成相应的频率控制字，写入AD9850，并根据输出信号频率的大小，对可控增益放大器的增益进行适当调整，通过误差校正，改善电路的幅频特性。
开始 系统初始化 键盘扫描
KEY=E ？
键盘子程序
返回
Y
N
数字输入
输入
频率步进选择
加按键 减按键
自动步进
0~9 10 11 12 13 14
4.1.3 测量控制程序
用于完成测量以及测量过程的控制程序。主要功能包括对AD9850进行控制，按照AD9850的写时序对各个寄存器赋值，实现数字调制等功能，使其正常工作，输出所需的信号。同时控制可控增益放大器的增益。
4.2 键盘监控程序
监控程序主要由初始化程序和键盘扫描与解释程序组成。初始化程序主要对单片机的各个寄存器赋初值，通过对与I/O口相对应的各个方向寄存器置位或复位，使需要使用的I/O口工作在输入或输出状态；清标志寄存器和键值存储器，设置各个功能寄存器，为键盘扫描做和液晶显示准备。
键盘扫描程序的基本任务主要为监测有无键按下，并判断是哪个键按下。图5-2为键盘扫描程序流程图。下面主要介绍键盘解释程序。
图4-2 键盘扫描程序流程图
4.3 AD9850数据处理程序
数据处理程序主要包括两部分内容，一个是将用户输入的频率值转换成十六进制的AD9850的频率控制字，称为频率字转换子程序：另一个是根据输出频率的大小，进行误差校正的程序，称为输出补偿程序。本设计AD9850数据传送采用并行方式，AD9850控制字并行输入时序如图4-4所示。
图4-4 AD9850控制字并行输入时序图
AD9850编程分为四个步骤：
1.键入Fout，用程序算出转换字，存储W0~W4五个字节；
2.分5次把W0~W4写入AD9850，先W0后W4，每次写入的条件是(WCLK上升沿 && FQ_UD == 0；
3.写完W4后，FQ_UD=1，准备写一个频率转换子的写入。
根据AD9850编程步骤，得出信号频率的数字控制程序流程如图4-5所示。该部分程序主要用于将键盘输入值转换成十六进制数据，然后产生相应的频率控制字并送至DDS芯片，以改变DDS的相位增量，最终输出相应频率信号。
图4-5 信号频率的数字控制程序流程
根据以上编程步骤和程序流程图，编写出如下的AD9850并行程序：
void getfrequen() //AD9850并行程序
{ uchar i;
word[1]=freq>>24;
word[2]=freq>>16;
word[3]=freq>>8;
word[4]=freq;
PORTC&=~BIT(FQ_UD);
for(i=0;i<5;i++)
{ PORTA=word[i];
PORTC&=~BIT(WCLK);
delay1mS(1);
PORTC|=BIT(WCLK);}
PORTC|=BIT(FQ_UD);
}
4.4 AD603增益控制程序
用ATmega16控制MAX531输出电压到AD603控制电压正相输入端(VGPOS)，MC1403输出电压到AD603控制电压反相输入端(VGNEG)，实现增益控制，MAX531为双极性的D/A转换芯片，它的工作方式是串行输入的， MAX531的时序如图4-6所示。
图4-6 MAX531时序图
从MAX531的时序图可知：当片选=1，VOUT处于高阻状态；当片选=0则允许MAX531 D/A转换。从DIN输入的串行数据共16位，其中高4位是用于级连用的，若存在级连，则高4位便从移位寄存器移出，从VOUT往下一级MAX531输出。除了高4位外，余下的12位数据便是D/A转换的数据。12位数据通过数据总线，从移位寄存器并行传送至DAC寄存器，再传送至12位D/A转换器，作为D/A转换的数据。由于从DIN输入一共16位数据，因此需要16个SCLK时钟才能全部被接收，而每一位的数据都是在SCLK时钟的上升沿从MAX531的DIN 串行输入。本设计中MAX531除了用于调节增益之外，还用于方波占空比的调节，而MAX531驱动程序是完全一样的，其程序如下：
void MAX531(unsigned int dat) //MAX531程序
{
int i;
CS531a_L;
for(i=0;i<16;i++)
{
if(dat&0x8000)
D531_H;
else D531_L;
dat<<=1;
CLK531_L;
;
CLK531_H;
多功能信号发生器设计报告.doc
重庆大学城市科技学院电气学院EDA课程设计报告 题目：多功能信号发生器 专业：电子信息工程 班级：2006级03班 小组：第12组 学号及姓名：20060075蒋春 20060071冯志磊 20060070冯浩真 指导教师：戴琦琦 设计日期：2009-6-19
多功能信号发生器设计报告 一、设计题目 运用所掌握的VHDL语言，设计一个信号发生器,要求能输出正弦波、方波、三角波、锯齿波，并且能改变其输出频率以及波形幅度，能在示波器上有相应波形显示。 二、课题分析 （1）．要能够实现四种波形的输出，就要有四个ROM（64*8bit）存放正弦波、方波、三角波、锯齿波的一个周期的波形数据，并且要有一个地址发生器来给ROM提供地址，ROM给出对应的幅度值。 （2）．因为要设计的是个时序电路，所以要实现输出波形能够改变频率，就必须对输入的信号进行分频，以实现整体的频率的改变。 （3）．设计要求实现调幅，必须对ROM输出的幅度信息进行处理。最简单易行的方法是对输出的8位的幅度进行左移（每移移位相当于对幅度值行除以二取整的计算），从而达到幅度可以调节的目的。同时为了方便观察，应再引出个未经调幅的信号作为对比。 三、设计的具体实现 1、系统概述 系统应该由五个部分组成：分频器（DVF）、地址发生器（CNT6B）、四个ROM 模块（data_rom_sin、data_rom_sqr、data_rom_tri、data_rom_c）、四输入多路选择器mux、幅度调节单元w。 2、单元电路设计与分析 外部时钟信号经过分频器分频后提供给地址发生器和ROM，四个ROM的输出接在多路选择器上，用于选择哪路信号作为输出信号，被选择的信号经过幅度调节单元的幅度调节后连接到外部的D/A转换器输出模拟信号。 （1）分频器（DVF） 分频器（DVF）的RTL截图
电子设计大赛报告.doc
自动搬运机器人 王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师） 【摘要】 本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。 【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案 根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证 （1）控制器模块 根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。 方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。 方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件
电子设计实验报告
电子技术课程设计报告
目录 1. 电子琴 (2) （1.1 ）设计要求 (2) （1.2 ）设计的作用. 目的 (2) （1.3 ）设计的具体实现 (3) （1.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (7) （1.5）附录 (8) （1.6 ）参考文献 (9) （1.7 ）附图 (9) 2. 温度控制电路 (10) 2.1 ）设计要求 (10) （2.2 ）设计的作用. 目的 (10) （2.3 ）设计的具体实现 (10) （2.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等12 （2.5）附录 (12) （2.6 ）参考文献 (13) 3. ...................................................... 信号发生器13 （3.1 ）设计要求 (13) （3.2 ）设计的作用. 目的 (13) （3.3 ）设计的具体实现 (14) （3.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (17) （3.5）附录 (17) （3.6 ）参考文献 (17) 4. ...................................................... 音频放大器18 （4.1 ）设计要求 (18) （4.2 ）设计的作用. 目的 (18) （4.3 ）设计的具体实现 (18) 4.4）心得体会、存在问题和进一步的改进意见等 (21) （4.5） .......................................... 附录21
（4.6 ）参考文献 (21) 简易电子琴设计报告 一.设计要求本设计是基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来完成设计任务，设计一个简易电子琴。 （1）．按下不同琴键即改变RC 值，能发出C 调的八个基本音阶，采用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。 （2）．选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数并记录对应不同音阶时的电路参数值、元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（3）．连接安装调试电路。 （4）．写出设计总结报告。 二. 设计的作用、目的 1. 学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。培养创新能力和创新思维，锻炼学生 自学软件的能力，通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能 力。 2. 培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科 学态度和勇于探索的创新精神。 3. 通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准 与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
模拟电子技术课程设计报告模板
模拟电子技术课程设计报告 设计课题: 数字电子钟的设计 姓名: 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 学号: 指导教师:
目录 1．设计的任务与要求 (1) 2.方案论证与选择 (1) 3.单元电路的设计和元器件的选择 (5) 3.1 六进制电路的设计 (6) 3.2 十进制计数电路的设计 (6) 3.3 六十进制计数电路的设计 (6) 3.4双六十进制计数电路的设计 (7) 3.5时间计数电路的设计 (8) 3.6 校正电路的设计 (8) 3.7 时钟电路的设计 (8) 3.8 整点报时电路的设计 (9) 3.9 主要元器件的选择 (10) 4.系统电路总图及原理 (10) 5.经验体会 (10) 参考文献 (11) 附录A：系统电路原理图 (12) 附录B：元器件清单 (13)
数字电子钟的设计 1. 设计的任务与要求 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 因此，我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 1.1设计指标 1. 时间以12小时为一个周期； 2. 显示时、分、秒； 3. 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 4. 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时； 5. 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。1.2 设计要求 1. 画出电路原理图（或仿真电路图）； 2. 元器件及参数选择； 3. 编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 2. 方案论证与选择 2.1 数字钟的系统方案 数字钟实际上是一个对标准频率（1H Z）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1H Z时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
函数信号发生器课程设计报告书
信号发生器 一、设计目的 1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力 和综合分析问题、解决问题的能力。 2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的 设计和实验能力。 3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行 仿真测试，并能进一步完善设计。 4.掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路 调试的基本方法。 二、设计容与要求 1.设计、组装、调试函数信号发生器 2.输出波形：正弦波、三角波、方波 3.频率围：10Hz-10KHz围可调 4.输出电压：方波V PP<20V, 三角波V PP=6V, 正弦波V PP>1V 三、设计方案仿真结果 1.正弦波—矩形波—三角波电路 原理图：
首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产生三角波。正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。 正弦—矩形波—三角波产生电路： 总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。左边第一个运放与RC串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。
仿真波形： 调频和调幅原理 调频原理：根据RC 振荡电路的频率计算公式 RC f o π21 = 可知，只需改变R 或C 的值即可，本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。 调幅原理：本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅，在输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为0。 RC 串并联网络的频率特性可以表示为 ) 1(311112 1 2 RC RC j RC j R C j R RC j R f Z Z Z U U F ωωωωω-+=++++=+= = ? ? ? 令,1 RC o =ω则上式可简化为) ( 31 ω ωωωO O j F -+ = ? ，以上频率特性可 分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下：
全国电子设计大赛报告一等奖
2013年全国大学生电子设计竞赛 简易旋转倒立摆及控制装置（C题） 【本科组】 摘要： 通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过A/D采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行PID数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节P、D的值，同时由显示模块显示当前的P、D值。 关键字： 倒立摆、直流电机、MC9S12XS128单片机、角位移传感器WDS35D、PD算法
目录 一、设计任务与要求 (4) 1 设计任务 (4) 2 设计要求 (4) 二系统方案 (5) 1 系统结构 (5) 2 方案比较与选择 (5) （1）角度传感器方案比较与选择 (5) （2）驱动器方案比较与选择 (6) 三理论分析与计算 (6) 1 电机的选型 (6) 2 摆杆状态检测 (6) 3 驱动与控制算法 (7) 四电路与程序设计 (7) 1 电路设计 (7) （1）最小系统模块电路 (7) （2）5110显示模块电路设计 (8) （3）电机驱动模块电路设计 (9) （4）角位移传感器模块电路设计 (9) （5）电源稳压模块设计 (9) 2 程序结构与设计 (10) 五系统测试与误差分析 (11) 5.1 测试方案 (11) 5.2 测试使用仪器 (11) 5.3 测试结果与误差分析 (11) 6 结论 (12) 参考文献 (12) 附录1 程序清单（部分） (13) 附录2 主板电路图 (18) 附录3 主要元器件清单 (19)
数字电子系统设计报告模板
宁波工程学院 数字电子系统设计报告 设计题目： 学院名称：电子与信息工程学院 专业班级：电科12-X 学生姓名：XXX 学号：13401090XXX 指导教师：苏树兵 起讫时间：2016年06月20日至2016年06月29日
目录第一章设计任务 1.1 基本要求 1.2 发挥部分 第二章整体方案设计 2.1 基本原理及整体系统框图 2.2 算法设计 第三章硬件电路设计（按模块）3.1 XX电路设计（有几个写几个） 3.2 整体电路图 3.3 整机元件清单 第四章系统软件设计 4.1 主程序流程图 4.2 子程序流程图（有几个写几个） 第五章系统测试与结果分析 5.1 XX电路的调测 5.2 整体指标测试（有数据的需要附上）5.3 结果分析 第六章设计小结 6.1 设计任务完成情况 6.2 问题及改进 6.3心得体会 第七章任务分配及自评分 附录1 系统程序 附录2 实物图 参考文献
第一章技术指标 1.整体功能要求 频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。 2.系统结构要求 数字频率计的整体结构要求如图所示。图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目------频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位。 数字频率计整体方案结构方框图 3.电气指标 3.1被测信号波形：正弦波、三角波和矩形波。 3.2 测量频率范围：分三档： 1Hz~999Hz 0.01kHz~9.99kHz 0.1kHz~99.9kHz 3.3 测量周期范围：1ms~1s。 3.4 测量脉宽范围：1ms~1s。 3.5测量精度：显示3位有效数字（要求分析1Hz、1kHz和999kHz的测量误
函数信号发生器设计报告
函数信号发生器设计报告 一、 设计要求 设计制作能产生正弦波、方波、三角波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求： （1） 输出波形工作频率范围为2HZ ～200KHZ ，且连续可调； （2） 输出频率分五档：低频档：2HZ ～20HZ ；中低频档：20HZ ～200HZ ； 中频档：200HZ ～2KHZ ；中高频档：2KHZ ～20KHZ ；高频档：20KHZ ～200KHZ 。 （3） 输出带LED 指示。 二、 设计的作用、目的 1. 掌握函数信号发生器工作原理。 2. 熟悉集成运放的使用。 3. 熟悉Multisim 软件。 三、 设计的具体实现 3.1函数发生器总方案 采用分立元件，设计出能够产生正弦波、方波、三角波信号的各个单元电路，利用Multisim 仿真软件模拟，调试各个参数，完成单元电路的调试后连接起来，在正弦波产生电路中加入开关控制，选择不同档位的元件，达到输出频率可调的目的。 总原理图：
3.2单元电路设计、仿真 Ⅰ、RC桥式正弦波振荡电路 图1：正弦波发生电路 正弦波振荡器是在只有直流供电、不加外加输入信号的条件下产生正弦波信号的电路。 正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路四个部分。根据选频电路回路的不同，正弦波振荡器可分为RC正弦波振荡器、LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。其中，RC正弦波振荡器主要用于产生中低频正弦波，振荡频率一般小于1MHz，满足本次设计要求，故选用RC 正弦波振荡器。
2011-年全国大学生电子设计竞赛实验报告
2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告 一、实验目的 1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。 2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。 3、掌握PDF 资料的查询与阅读方法。 4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。 二、实验内容 设计要求： 使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能： 1. 使用低频信号源产生100.1sin 2()i U f t V =∏，f 0 =500Hz 的正弦波信号，加至 加法器输入端。 2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms （±5%），V p-p =4V 的类似三角波信号1o u ，并加至加法器的另一输入端。 3. 自制加法器，使其输出电压U i2 = 10U i1+U o1。 4. 自制选频滤波器，滤除1o u 频率分量，得到峰峰值等于9V 的正弦信号2o u ，2o u 用示波器观察无明显失真。 5.将1o u 和2o u 送入自制比较器，其输出在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 方案论证与数值计算： 由于电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给，而
LM324N具有宽的单电源或双电源工作电压范围，单电源：3-30V,双电源：1.5V-15V,经过试验我们选择双电源供电，所以进行电源的搭建
三角波发生部分： 方案一： 三角波发生器电路按照由方波经过积分电路得到，需要两个放大器，不满足实验要求。 方案二： 利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））*U。选取电容为较常见的47nf , 计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；得到R15=0-10K; 加法器部分
电子设计报告 模板
哈尔滨理工大学荣成学院电子设计报告 院系：电气系 班级：自动化12-3 姓名：于海洋 学号：1230130329
项目一：小音箱的制作 一、设计内容及目的 1 设计目的: 通过对小音响的制作，熟练并掌握放大电路在生活中的应用,同时也锻炼同学的动手操作能力. 2 设计内容: (1) 了解音响放大器的基本组成和总体设计 (2)了解音响放大器各部分组成的具体设计 (3)了解其安装及调试过程 二、设计原理 一丶电路
2 主要元器件介绍 3 电路工作原理介绍 通过音频线将MP3、MP4等设备的左、右两路音频信号输入到立体声盘式电位器的输入端，2路音频信号再分别经过R1、C1、R2 、C2耦合到功率放大集成电路TDA2822的输入端，6、7脚，经过IC1(TDA2822)内部功率放大后由其1、3脚输出经过放大后的音频信号以推动左、右两路扬声器工作。电路中的发光二极管LED起电源通电指示作用。拨动开关SW可以控制电源的开或关，直流电源插座DC起电路可以外接电源的作用。电位器VOL是用来控制音量的大小
三、设计中的问题及改进 1存在的问题: （1），焊接不熟练，在焊各个元器件时，速度很慢。有时有的元器件在焊的过程中会出现焊锡粘连现象 2解决措施: （1），在出现短路时，用万用表一一检测。 （2），有的时候可能是因为我们把小音箱的音频输入线与地线接反了，里面共有三根线。蓝 色的是地线、另外的两根是音频线可以随便接上，请注意连接！ 还有的时候是因为我们在组装元件的时候，一时疏忽大意导致电路没有联通。比如说电池片的接反了，不通电、这就需要我们的仔细的检查了。 四、调试方法和步骤 1 接上电源 2 插上输入接口打开开关 3 调节音量
2015年电子设计大赛综合测评题课程设计解析汇报
郑州轻工业学院 电子技术课程设计 题目： 2015年电赛测评试题 姓名：王苗龙 专业班级：电信13-01 学号： 541301030134 院（系）：电子信息工程学院 指导教师：曹卫锋谢泽会 完成时间： 2015年10月 29日
郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目 2015年电子设计大赛综合测评试题 专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容 1．阅读相关科技文献。 2．学习电子制图软件的使用。 3．学会整理和总结设计文档报告。 4．学习如何查找器件手册及相关参数。 技术要求 1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ； 2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ； 3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波； 4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ； 5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。 主要参考资料 1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月 2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月 3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月 4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月 5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月 完成期限： 2015年10月30日 指导教师签章： 专业负责人签章： 2015 年 10月26日
人竞赛抢答器实验报告
数电实验报告 姓名：侯婉思 专业：通信工程 班级：1111 学号： 指导老师：田丽娜 四人竞赛抢答器实验报告 一．前言 现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。 二．实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。 三．设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。 2.设计要求： 抢答器的基本功能： 1.设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
产品设计方案论证报告(模板)
型号名称 产品设计方案论证报告 拟制： 审核： 批准： 中国电子科技集团公司第二十四研究所 年月日
（型号名称 3号黑体） 产品设计方案论证报告 1 线路设计（5号黑体） 1.1 引言（5号黑体） 瞬时中频频率（IIFM）测量组件是频率探测系统的关键部件之一，该组件完成对前端混频后的中频信号的频率的测量，直接决定了频率探测系统理论上的测频速度，精度和测量噪声指标。 1.2 项目来源及开发的意义（5号黑体） （含用途和使用范围。示例如下。格式要求，5号宋体，1.25倍行距） ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。 1.3 国内外同类产品大发展动向及技术水平（5号黑体） （示例如下。格式要求，5号宋体，1.25倍行距） 考察瞬时中频测频（IIFM）组件技术在最近二十年间发展动向，传统的模拟电路鉴频器和各种比较、积分式测频电路由于受线性度较差，响应较慢，受温度漂移、噪声干扰等外部影响较难消除等固有问题的困扰，已经被逐渐淘汰，同时，随着高速数字技术的发展，多种基于现代数字系统的频率测量方法速度已经大大提高，远超过了模拟方式提供的响应速度，而且线性度高，温漂、噪声干扰小，已成为当今IIFM技术的主流。 国外IIFM的报道具体指标多数比较模糊，代表性的有美国《Journal of Electronic Defense》2002年报道的使用IIFM技术的IFM接收机，中频DC～30MHz，分辨率1KHz，测频时间约100nS。《Microwave Division》杂志2007年的报道，中频工作频段2～18GHz，测频时间最大400nS。国内相关研究近年较多，如2002年航天科工25所的报道，中频24～25MHz，测频时间1us，精度0.1Hz。2006年《电子测量技术》的报道，中频50～950MHz，测频时间最小400nS，误差约0.3MHz。 1.4 项目合同的技术指标要求（5号黑体） 1．工作频率70MHz±4MHz ，10.2M±1MHz 2．测频精度2KHz，1KHz 3．测频速度200nS 4．工作温度范围－40o C～85o C 1.5 样品解剖情况（5号黑体） （使用于仿制产品，正向设计产品略。示例如下。格式要求，5号宋体，1.25倍行距）a）样品电路原理图、基本工作原理及关键元器件的主要参数指标； b）样品主要技术指标（规范值，实测数据）； c）芯片照片、面积、版图极限尺寸（最小线宽、最小间距）及封装特点； d）样品电路工艺设计、线路设计、版图设计特点及其分析。 1.6 产品电路设计和版图设计方案（5号黑体） a）功能框图和详细单元电路图及工作原理； 1．功能框图：电路功能框图如下图所示。
信号发生器课程设计报告
目录 一、课题名称 (2) 二、内容摘要 (2) 三、设计目的 (2) 四、设计内容及要求 (2) 五、系统方案设计 (3) 六、电路设计及原理分析 (4) 七、电路仿真结果 (7) 八、硬件设计及焊接测试 (8) 九、故障的原因分析及解决方案 (11) 十、课程设计总结及心得体会 (12)
一、课题名称：函数信号发生器的设计 二、内容摘要： 函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。 三、设计目的： 1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。 2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。 3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。 4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。 5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。 四、设计内容及要求： 1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分 （1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。 （2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。 （3）占空比可调的三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。 （4）多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围
电子设计制作大赛报告
电子设计制作大赛报告设计课题：交通灯设计 专业班级：通信0913班 学生：文峰 巍巍 河昌 设计时间：2011.5.20~2011.6.5 电子设计制作竞赛报告
设计课题：交通灯设计 专业班级：通信0913班 学生：文峰巍巍河昌 设计时间：2011.5.20~2011.6.5 一、设计任务及实现要求： 1、使用LED灯模拟交通灯的工作过程，红、黄、绿三种颜色的LED灯分别模拟交 通灯的红灯、黄灯、绿灯。 2、实现如下要求的从状态一到状态四的循环，并通过数码管来显示倒计时的时间。 状态一：黄、绿灯熄灭，红灯亮5s，然后进入状态二； 状态二：红、绿灯熄灭，黄灯闪烁5s，然后进入状态三； 状态三：红、黄灯熄灭，绿灯亮5s，然后进入状态四； 状态四：红、绿灯熄灭，黄灯闪烁5s，然后回到状态一。 3、每个状态数码管都要显示倒计时的时间。 4、扩展：不同延时时间 二、设计原理（设计原理图，原理分析）： 1、总原理图 2、PCB图：
3、原理分析： 采用74194的左移位功能，共输出4种状态，分别是0001；0010；0100； 1000；其中的0010与1000两状态实现黄灯亮，0001实现红灯亮，0100实现绿灯 亮；通过门电路反馈实现74194移位的功能。555芯片的作用是提供一个时钟给 74192，利用74192的功能实现减计数，与数码管相连，预置初始值为5，实现倒 计时5秒的功能。再利用借位端的跳变给74194一个时钟，即5秒实现一跳变， 以达到要求亮灯的时长。对于黄灯的闪烁，只要加门电路，实现每隔1s闪烁一次。 同时外加一个门电路和开关控制74192，实现拓展时间的要求。 三、各部分电路的功能： 1、555定时电路： 555电路工作原理：如图接线， R1用0.1k的电阻， R2用7.5k的电阻，C用100uf的电容，3脚为输出 端。产生的振荡周期T=0.7（R1+2R2）C。即T≈0.7* （0.1K+2*7.5K）*100u≈1.1s。将振荡周期从三端 输出，作为时钟。
微弱信号检测装置(实验报告)剖析
2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛 微弱信号检测装置（A题） 【本科组】
微弱信号检测装置（A题） 【本科组】 摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。本设计的优点在于超低功耗 关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134 一系统方案设计、比较与论证 根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。 图1系统设计总流程图 图2微弱信号检测电路子流程图
1 加法器设计的选择 方案一：采用通用的同相/反相加法器。通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。 方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。 2 纯电阻分压网络的方案论证 方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。分析：电阻的标称值与实际值有一定的误差，因此考虑其他的方案。 方案二：由一个电位器和一个固定的电阻组成的分压网络，通过改变电位器的阻值就可以改变其衰减系数。这样就可以避免衰减系数达不到或者更换元器件的情况，因此采用此方案。 3 微弱信号检测电路的方案论证 方案一：将纯电阻分压网络输出的电压通过反相比例放大电路。放大后的信号通过中心频率为1kHz的带通滤波器滤除噪声。再经过小信号峰值电路，检测出正弦信号的峰值。将输出的电压信号送给单片机进行A/D转换。此方案的电路结构相对简单。但是，输入阻抗不能满足大于等于1MΩ的条件，并且被测信号的频率只能限定在1kHz，不能实现500Hz~2KHz 可变的被测信号的检测。故根据题目的要求不采用此方案。 方案二：检测电路可以由电压跟随器、同相比例放大器、带通滤波电路以及小信号峰值检测电路组成。电压跟随器可以提高输入阻抗，输入电阻可以达到1MΩ以上，满足设计所需；采用同相比例放大器是为了放大在分压网络所衰减的放大倍数；带通滤波器为了选择500Hz～2KHz的微弱信号；最后通过小信号峰值检测电路把正弦信号的幅度值检测出来。这种方案满足本设计的要求切实可行，故采用此方案。 4 峰值数据采集芯片的方案论证 方案一：选用宏晶公司的STC89C52单片机作为。优点在于价格便宜，但是对于本设计而言，必须外接AD才能实现，电路复杂。
电力电子课程设计报告模板
西安交通工程学院 《电力电子技术》课程设计报告 题目： 专业班级: 姓名： 时间： 指导教师： 完成日期：年月日
设计任务书 1．设计目的与要求 设计一个交通灯控制器，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，在双干线的路口上，交通信号灯的变化按照下面假定进行计时： （1）放行线，绿灯亮放行25秒，黄灯亮警告5秒，然后红灯亮禁止。 （2）禁止线，红灯亮禁止30秒，然后绿灯亮放行。 使两条路线交替的成为放行线和禁止线，便可实现交通控制。 （3）特殊情况下能实现手动操作。 2．设计内容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录（四号仿宋_GB2312加粗居中） （空一行） 1 引言 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.1.1交通灯控制系统的流程图 (2) 2.1.2 交通灯控制系统的流程 (2) 2.2总体设计框图 (2) 3 设计原理分析 (3) 3.1 秒脉冲产生器 (3) 3.2分频器 (4) 3.3 总控制电路 (4) 3.4预置校正电路 (8) 3.5译码显示电路 (8) 4 总结与体会 (11) 参考文献 (11) 附录1 (12) 附录2 (13) (目录内容左右顶格，小四仿宋_GB2312，行距固定值20磅) （页码从正文部分开始）
多功能电子表（三号仿宋_GB231，居中） （空一行） 摘要:本设计提出使交通灯的控制电路用数字信号自动控制十字路口的东西,南北方向两组红、绿、黄车辆行驶和人行道交通信号灯以及LED显示倒记时的状态转换的新方法，指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。{五号仿宋_GB231，行距固定值20磅} （一般3~5行） 关键词:交通灯控制；秒脉冲发生；译码显示；LED信号灯（一般3~4个）（空一行） 1 引言（1级标题：顶格，四号仿宋_GB2312加粗) 随着社会经济的发展，交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。交通控制系统是用于交通流量数据监测、……………..。 （正文：小四仿宋_GB2312，每段首行缩进2字符，行距固定值20。下同) 2 总体设计方案 2.1 设计思路(2级标题：顶格，小四仿宋_GB2312 加粗) 为了克服常规设计思想中的弊端，本电路采用了建模的灰箱系统模型的设计思想…………。 交通灯的控制系统主要由总控制电路、东西向及南北向的译码显示电路和秒脉冲信号发生电路等部分组成…………。 2.1.1 交通灯控制流程(3级标题：顶格，小四仿宋_GB2312) 交通灯控制系统流程图如图1所示。 图 1 交通灯控制系统流程图 (图与图名均居中，图要有名称，图名五号仿宋_GB231，图中字符不大于正文字体大小) (注意：文中所有插图的图序依次为图1 、图2、图3......)
基于51单片机的信号发生器设计报告
基于51单片机的信号发生器设计报告 二零一四年十二月十一日
摘要 根据题目要求以及结合实际情况，本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的频率可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。本设计经过测试，性能和各项指标基本满足题目要求。 关键词：信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片
目录 摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论................................................................. 1.1单片机概述........................................................... 1.2信号发生器的概述和分类.............................................. 1.3问题重述及要求....................................................... 第二章方案的设计与选择................................................... 2.1方案的比较........................................................... 2.2设计原理 ............................................................. 2.3设计思想 ............................................................. 2.4实际功能 ............................................................. 第三章硬件设计............................................................ 3.1硬件原理框图......................................................... 3.2主控电路 ............................................................. 3.3数、模转换电路....................................................... 3.4按键接口电路......................................................... 3.5时钟电路 ............................................................. 3.6显示电路 ............................................................. 第四章软件设计............................................................ 4.1程序流程图........................................................... 参考文献.................................................................... 附录1 电路原理图 .......................................................... 附录2 源程序............................................................... 附录3 器件清单......................................................
电子设计大赛实验报告
2014年江苏省大学生电子设计竞赛实验报告 无线电能传输装置（F题） 2014年8月15日 摘要：本设计基于磁耦合式谐振荡电路来进行无线电能传输，点亮LED灯。由于输入和输出都是直流电 的形式，因此本系统将分为以下四个部分：第一部分为驱动电路（DC-AC），为使直流分量转化成交流电并通过耦合线圈将电能传输给负载，采用LC谐振的方式让回路中电容和电感构成一个二阶LC谐振电路，驱动MOS管形成交流电。第二部分为发射电路（AC-AC），应用电磁感应原理，在二次线圈中产生感应电流并输给接受电路。第三部分为电能转换电路（AC-DC），输出的感应交流电经整流桥桥式整流后流入升压电路。第四部分为升压电路（DC-DC），对整流之后的直流进行升压，防止整流后的电压无法驱动LED。本设计分模块搭建并对各个部分电路进行原理分析。在调试时，采用分模块调试，根据调试结果修改参数，最终形成一个完整的稳定系统。 关键词： 磁耦合式谐振荡电路LC振荡电路桥式整流DC-DC升压 [Abstract] The design is based on magnetic resonance oscillation circuit coupled to the wireless power transmission, lit LED lights. Since the input and output are in the form of direct current, so the system will be divided into the following four parts: The first part of the drive circuit (DC-AC), is converted into alternating current so that the DC component and the power transmission through the coupling coil to the load, using LC resonant circuit in a manner so that the capacitance and inductance form a second order LC resonant circuit, the AC drive MOS tube formation. The second part is the transmitter circuit (AC-AC), application of the principle of electromagnetic induction,