函數(shù)信號(hào)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　1前言</b></p><p>　　函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用非常廣泛，種類繁多。首先，信號(hào)發(fā)生器可以分通用和專用兩大類，專用信號(hào)發(fā)生器主要為了某種特殊的測(cè)量目的而研制的，如電視信號(hào)發(fā)生器、脈沖編碼信號(hào)發(fā)生器等。這種發(fā)生器的特性是受測(cè)量對(duì)象的要求所制約的。其次，信號(hào)發(fā)生器按輸出波形又可分為正弦波信號(hào)發(fā)生器、脈沖波信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器和任意波發(fā)生器等。在電子工程、通信

2、工程、自動(dòng)控制、遙測(cè)控制、測(cè)量?jī)x器、儀表和計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常需要用到各種各樣的信號(hào)波形發(fā)生器；隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很方便地構(gòu)成各種信號(hào)波形發(fā)生器。用集成電路實(shí)現(xiàn)的信號(hào)波形發(fā)生器與其它信號(hào)波形發(fā)生器相比，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，都有了很大的提高。本次設(shè)計(jì)中用到了多塊集成芯片包括：NE555、OPA2228、74HC161…..</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要組

3、成部分，是決定電子系統(tǒng)性能的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)頻率合成器提出了越來(lái)越高的要求。低相位噪聲、高頻譜純度、高捷變速率和高頻率分辨率的頻率合成器已經(jīng)成為頻率合成技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。本次設(shè)計(jì)是通過(guò)分立元件的方法實(shí)現(xiàn)方波、三角波、正弦波的產(chǎn)生用戶可分別調(diào)節(jié)該函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波、矩形波、三角波等波形的頻率和波幅，該函數(shù)發(fā)生器應(yīng)具有一定的帶負(fù)載能力，發(fā)生器能測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生的波形的頻率，用五位十進(jìn)制數(shù)字顯示。</p&g

4、t;<p>　　本次設(shè)計(jì)采用分立元件的方法實(shí)現(xiàn)各個(gè)波形的產(chǎn)生，這樣對(duì)于所產(chǎn)生的波形的高頻率部分和各個(gè)電子元件的工作頻率就存在選取的問(wèn)題，而且所輸出的函數(shù)信號(hào)還要求具備一定的帶載能力；對(duì)于本次的設(shè)計(jì)采用的方法是分離元件法</p><p>　　將方波產(chǎn)生電路、三角波產(chǎn)生電路、正弦波產(chǎn)生電路三個(gè)模塊有序搭建，將所產(chǎn)生的波形通過(guò)示波器顯示出來(lái)，這樣可以方便用戶對(duì)所產(chǎn)生的波形進(jìn)行觀察，對(duì)于所產(chǎn)生的波形的頻率部

5、分則是采用5個(gè)共陰極的7段數(shù)碼管來(lái)顯示的，這樣用戶可以方便讀取波形的頻率值；本次設(shè)計(jì)最終達(dá)到預(yù)期的要求和條件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所產(chǎn)生的波形進(jìn)行頻率和幅度的調(diào)節(jié)，并且本次的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的函數(shù)信號(hào)也到達(dá)了要求所規(guī)定的帶負(fù)載能力；通過(guò)分立元件法實(shí)現(xiàn)函數(shù)信號(hào)的產(chǎn)生使得電路的模塊化程度更高，更高的減少了各個(gè)信號(hào)發(fā)生模塊相互間的干擾，這樣電路的應(yīng)用性和可移植性更強(qiáng)。</p><p><b>　　2總體方案設(shè)計(jì) &

6、lt;/b></p><p>　　方案一：通過(guò)NE555產(chǎn)生占空比、幅度可調(diào)時(shí)鐘脈沖信號(hào)，通過(guò)高速集成運(yùn)算放大器構(gòu)成減法電路將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成方波信號(hào)，然后將方波信號(hào)通過(guò)高精度集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的積分電路將方波信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿遣ㄐ盘?hào)，最后將三角波信號(hào)通過(guò)差分放大電路變換為正弦信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)波形的轉(zhuǎn)換。通過(guò)74HC161構(gòu)成異步10進(jìn)制計(jì)數(shù)器、74LS48編碼器和7段共陰極數(shù)碼管構(gòu)成頻率顯示模塊。</p

7、><p><b>　　圖2.1方案一</b></p><p>　　方案二：通過(guò)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（文氏橋）振蕩器產(chǎn)生頻率、幅度可調(diào)的正弦波信號(hào)；通過(guò)NE555產(chǎn)生占空比、幅度可調(diào)時(shí)鐘脈沖信號(hào)，通過(guò)高速集成運(yùn)算放大器構(gòu)成減法電路將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成方波信號(hào)，然后將方波信號(hào)通過(guò)高精度集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的積分電路將方波信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿遣ㄐ盘?hào)。頻率采集分為兩部分，先將RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩器產(chǎn)

8、生頻率、幅度可調(diào)的正弦波信號(hào)通過(guò)電壓比較器轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，再由74HC161構(gòu)成異步10進(jìn)制計(jì)數(shù)器、74LS48編碼器和7段共陰極數(shù)碼管構(gòu)成頻率顯示模塊顯示出來(lái)，第二部分直接對(duì)NE555產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行采集顯示。</p><p><b>　　圖2.2方案二</b></p><p>　　方案比較：兩種方案中方案二較方案一更復(fù)雜，不易調(diào)節(jié)，且需要元器件更多，而方案一則更以實(shí)

9、現(xiàn)。</p><p>　　方案論證：方案二中正弦波的頻率、幅度調(diào)節(jié)不能與三角波和方波同步，且RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)得到的振蕩波形不穩(wěn)定。</p><p>　　方案選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)難易程度和可操作性，本次設(shè)計(jì)采用了方案一進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1各單元模塊功能介紹

10、及電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 NE555脈沖產(chǎn)生電路：</p><p>　　圖3.1 NE555脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　通過(guò)NE555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)頻率、幅度可調(diào)的脈沖。</p><p>　　3.1.2 減法電路：</p><p>　　圖3. 2 NE555脈沖產(chǎn)生電路</p

11、><p>　　通過(guò)集成運(yùn)算放大器構(gòu)成減法電路，用于產(chǎn)生方波。</p><p>　　3.1.3 積分電路：</p><p>　　圖3. 3 積分電路</p><p>　　通過(guò)集成運(yùn)算放大器構(gòu)成減法電路，用于產(chǎn)生三角波</p><p>　　3.1.4 頻率計(jì)數(shù)電路：</p><p>　　圖3. 4頻率計(jì)

12、數(shù)電路</p><p>　　通過(guò)74HC161、74LS00構(gòu)成異步十進(jìn)制電路，用于對(duì)信號(hào)頻率的采集。</p><p>　　3.1.5 差分放大電路：</p><p>　　圖3. 5 差分放大電路</p><p>　　通過(guò)集成差分放大器構(gòu)成差分放大電路，用于正弦波的輸出。</p><p>　　3.1.6 顯示電路：&l

13、t;/p><p>　　圖3. 6 波形、頻率顯示電路</p><p>　　通過(guò)7段共陰極數(shù)碼管、示波器作為波形參數(shù)的顯示。</p><p>　　3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇</p><p>　　3.2.1 NE555</p><p>　　NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及

14、運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)。</p><p>　　Pin 1:(接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。　Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1

15、/3 VCC 。</p><p>　　Pin 3:(輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200 mA 。</p><p>　　Pin 4:(重置) -一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。</p><p>

16、;　　Pin 5:(控制) -這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。</p><p>　　Pin 6:(重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 VC電壓以下移至2/3 VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。</p><p>　　Pin 7:(放電) -這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能

17、力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。</p><p>　　Pin 8:(V +) -這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。</p><p>　　NE555可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配;其輸出端的供給電流

18、大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。</p><p>　　3.2.3 NE5534</p><p>　　5534分別是雙/單路高效低噪音運(yùn)算放大器。相比于那些如TL083的放大器而言，它們擁有更好的噪聲性能，更高的外部驅(qū)動(dòng)能力以及更加高的小信號(hào)輸入和更高的功率帶寬。這使得它們特別適合應(yīng)用于高質(zhì)量和專業(yè)的音頻設(shè)備以及儀器儀表，控制電路和電話信道功率放

19、大器。它的內(nèi)部補(bǔ)償大于或等于三，其頻率響應(yīng)可以在外部通過(guò)補(bǔ)償電容針對(duì)不同的應(yīng)用需求（單位增益放大器，電容負(fù)載性，轉(zhuǎn)換速率，降低自激等等的要求）優(yōu)化。高性能運(yùn)算放大器結(jié)合良好的直流和交流的特點(diǎn)。一些特點(diǎn)包括很低噪音、高驅(qū)動(dòng)輸出能力,高單位增益和最大的輸出擺動(dòng)帶寬和高,低失真,轉(zhuǎn)換速率。</p><p>　　這些運(yùn)算放大器的內(nèi)部得到補(bǔ)償?shù)扔诨虼笥谌齻€(gè)。頻率響應(yīng)各種的優(yōu)化使應(yīng)用程序可以通過(guò)使用外部補(bǔ)償電容器賠償金之間能

20、夠被獲得。這些設(shè)備特征有輸入保護(hù)二極管、輸出保護(hù)短路,使用剩余和平衡來(lái)補(bǔ)償電壓無(wú)效的能力。</p><p>　　Pin 1:平衡 Pin 2:反相輸入 </p><p>　　Pin 3:同相輸入 Pin 4: V- 4 </p><p>　　Pin 5: 補(bǔ)償 Pin 6: 輸出

21、 </p><p>　　Pin 7: V+ Pin 8: 平衡/補(bǔ)償 </p><p>　　NE5534特性如下：小信號(hào)的帶寬：10MHZ</p><p>　　輸出驅(qū)動(dòng)能力：600 ?， 10VRMS at 在 VS=±18V</p><p>　　輸入噪聲：4nV/HZ^2</p>

22、;<p>　　直流電壓增益：100000</p><p>　　交流電壓增益：6000在頻率為10KHZ</p><p>　　功率帶寬：200KHZ</p><p>　　轉(zhuǎn)換速率：每秒13V</p><p>　　大電源電壓范圍：從±3V到±20V</p><p>　　3.2.3 OPA2

23、228</p><p>　　Opa2228芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP2228具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P2228在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。OP2228同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開(kāi)環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開(kāi)環(huán)增益的特性使得OP2228特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備

24、和放 大傳感器的微弱信號(hào)等方面。</p><p>　　Pin 1:(Trim)</p><p>　　Pin 2:(-IN)負(fù)向輸入端</p><p>　　Pin 3:(+IN)正向輸入端</p><p>　　Pin 4:(V-)負(fù)電壓接入端</p><p>　　Pin 5:(NC)空腳</p><p

25、>　　Pin 6:(OUT)輸出端</p><p>　　Pin 7:(V+)正電壓接入端</p><p>　　Pin 8:(Trim)</p><p>　　opa2228也是音頻專用.頻寬33M速率10v/us噪聲3nv/hz采用這款運(yùn)放的原因有兩點(diǎn)，第一是因?yàn)闈M足要求的輸出信號(hào)具有一定的帶載能力，第二個(gè)原因是，在高頻轉(zhuǎn)換時(shí)達(dá)到要求的頻率。OPA228系列運(yùn)算

26、放大器是針針替換為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的OP-27和OP-37</p><p>　　全線大幅改善。雙四版本都可以節(jié)省空間和每渠道降低成本。OPA227是單位增益穩(wěn)定，具有高轉(zhuǎn)換率（2.3V/ S）和寬帶（8MHz的）。 OPA228是OPTI-mized閉環(huán)增益大于或等于5，提供了更高的速度與10V /的壓擺率和帶寬為33MHz。OPA227和OPA228系列運(yùn)算放大器是理想的專業(yè)音響設(shè)備。此外，低靜態(tài)當(dāng)前和低成本，使它們非

27、常適用于便攜式應(yīng)用精度高的要求tions。</p><p>　　3.2.4 AD8138</p><p>　　AD8138，該放大器具有較寬的模擬帶寬（320MHz,-3dB,增益1），AD8138是高性能高速320MHz差分放大器，采用XFCB雙極工藝，容易用作單端到差分放大器的轉(zhuǎn)換，從而簡(jiǎn)化差分信號(hào)放大和驅(qū)動(dòng)，-3dB帶寬320MHz，可調(diào)整共模輸出電壓,外部調(diào)整增益和低的諧波失真的差

28、分輸出幫助平衡輸入到差分ADC，最大化ADC的性能和不需要變壓器，從而保留了低頻和DC信息，8引腳SOIC和MSOP封裝，工作溫度-40度到85度,可用在ADC驅(qū)動(dòng)器,單端到差分轉(zhuǎn)換器，IF和基帶增益區(qū)塊，差分緩沖器和線路驅(qū)動(dòng)器而且可以實(shí)現(xiàn)將單端輸入變成差分輸出的功能。此項(xiàng)功能在現(xiàn)代高速模數(shù)變換電路中非常有用，因?yàn)閹缀跛械母咚貯/D芯片都要求模擬信號(hào)為差分輸入，雖然部分芯片的手冊(cè)中提到對(duì)于單端輸入信號(hào)也可使用，但這樣一來(lái)會(huì)使A/D轉(zhuǎn)換

29、結(jié)果的二次諧波增大，降低信噪比(SNR)。AD8138很好的解決了這個(gè)問(wèn)題，我們可以很容易的將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分輸出而不必使用變壓器，并且它的輸入阻抗高達(dá)6MΩ，可以直接與輸入信號(hào)相連而省略隔離放大器，大大精簡(jiǎn)了電路結(jié)構(gòu)。</p><p>　　Pin 1:( -IN) 負(fù)向輸入端 Pin 2:(Vocm) </p><p>　　Pin 3:(V+)正電壓接入端

30、 Pin 4:(+Out)正向輸出端</p><p>　　Pin 5:(-Out)負(fù)向輸出端 Pin 6:(V-)負(fù)電源接入端</p><p>　　Pin 7:(NC)空腳 Pin 8:(+IN)正向輸入端</p><p>　　AD8138在差分信號(hào)處理方面取得了重大進(jìn)步。AD8138可以用作單端至差分放大器或差分至差

31、分放大器。它像運(yùn)算放大器一樣易于使用，并且大大簡(jiǎn)化了差分信號(hào)放大與驅(qū)動(dòng)。該器件采用ADI公司的專有XFCB雙極性工藝制造，-3 dB帶寬為320 MHz，提供差分信號(hào)，諧波失真在現(xiàn)有差分放大器中最低。AD8138具有獨(dú)特的內(nèi)部反饋特性，可以提供輸出增益和相位匹配平衡，從而抑制偶數(shù)階諧波。內(nèi)部反饋電路則可以使外部增益設(shè)置電阻不匹配的任何相關(guān)增益誤差最小。</p><p>　　3.3特殊器件的介紹</p>

32、<p>　　3.3.1 74HC161</p><p>　　74HC161是常用的四位二進(jìn)制可預(yù)置的同步加法計(jì)數(shù)器，他可以靈活的運(yùn)用在各種數(shù)字電路，以及單片機(jī)系統(tǒng)種實(shí)現(xiàn)分頻器等很多重要的功能.時(shí)鐘CP和四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置數(shù)PE數(shù)據(jù)輸出端Q0~Q3以及進(jìn)位輸出TC. (TC=Q0?Q1?Q2?Q3?CET)</p><p>　　從74HC1

33、61功能表功能表中可以知道，當(dāng)清零端CR=“0”，計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時(shí)，在CP信號(hào)上升沿作用后，74HC161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加1。74HC161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0?Q1?

34、Q2?Q3?CET。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。</p><p>　　表3.1 74HC161真值表</p><p>　　3.3.2 7段共陰極數(shù)碼管</p><p>　　共陰極數(shù)碼管是把所有LED的陰極連接到共同接點(diǎn)com，而每個(gè)LED的陽(yáng)極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點(diǎn)），如下圖所

35、示。圖中的8個(gè)LED分別和上面那個(gè)圖中的A~DP各段相對(duì)應(yīng)，通過(guò)控制各個(gè)LED的亮滅來(lái)顯示數(shù)字。</p><p>　　共陰極數(shù)碼管是一類數(shù)字形式的顯示屏，通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單、在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏和熒光屏。透過(guò)

36、分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。</p><p>　　圖3.10共陰極數(shù)碼管</p

37、><p>　　3.3.3 74ls48</p><p>　　74ls48是 4線-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器(BCD輸入,有上拉電阻) 簡(jiǎn)要說(shuō)明 48 為有內(nèi)部上拉電阻的 BCD-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器,共有 54/7448,54/74LS48 兩種 線路結(jié)構(gòu)型式,其主要電特性的典型值如下: 型號(hào) IOL VO(OFF) PD(典型) 54/7448 6.4mA 5.5V 265mW 54LS48 2m

38、A 5.5V 125mW 74LS48 6mA 5.5V 125mW 輸出端(Ya-Yg)為高電平有效,可驅(qū)動(dòng)燈緩沖器或共陰極 VLED。 當(dāng)要求輸出 0-15 時(shí),消隱輸入(B I )應(yīng)為高電平或開(kāi)路,對(duì)于輸出為 0 時(shí)還要求 脈沖消隱輸入(R B I )為高電平或者開(kāi)路. 當(dāng)B I 為低電平時(shí),不管其它輸入端狀態(tài)如何,Ya-Yg均為低電平。 當(dāng)RBI和地址端(A0-A3)均為低電平,并且燈測(cè)試輸入端(L T )為高電平時(shí), Ya -

39、Yg為低電平,脈沖消隱輸出(R B O )也變?yōu)榈碗娖? 當(dāng)B I 為高電平或開(kāi)路時(shí),L T 為低電平可使Ya-Yg均為高電平。 48 與 248 的引出端排列,功能和電特性均相同,差別僅在顯示 6 和 9,248 所顯示的 </p><p>　　表3.2 74LS真值表</p><p>　　3.4各單元模塊的聯(lián)接</p><p>　　本次的設(shè)計(jì)采用的方法是分離元件

40、法，將方波產(chǎn)生電路、三角波產(chǎn)生電路、正弦波產(chǎn)生電路三個(gè)模塊有序搭建，將所產(chǎn)生的波形通過(guò)示波器顯示出來(lái)，這樣可以方便用戶對(duì)所產(chǎn)生的波形進(jìn)行觀察，對(duì)于所產(chǎn)生的波形的頻率部分則是采用5個(gè)共陰極的7段數(shù)碼管來(lái)顯示；具體的連接時(shí)555產(chǎn)生的脈沖信號(hào)與集成運(yùn)放構(gòu)成的減法電路連接，用于構(gòu)成方波信號(hào)，將方波信號(hào)的輸出端與集成運(yùn)放構(gòu)成的減法電路構(gòu)成三角波的信號(hào)發(fā)生模塊，然后將所產(chǎn)生的三角波通過(guò)差分放大電路轉(zhuǎn)換成正弦波；本次設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是每種波形的頻率是相同

41、的，不能分別調(diào)頻率，這樣做考慮到元件數(shù)量的使用，以及各個(gè)模塊的相互利用率，避免了元件的浪費(fèi)。</p><p>　　每個(gè)函數(shù)信號(hào)的輸出端是接普通示波器，這可以方便使用者對(duì)波形的觀察，另外還通過(guò)計(jì)數(shù)器對(duì)555芯片產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后通過(guò)編碼器和譯碼器將所采集頻率用7段共陰極數(shù)碼管顯示出來(lái)。</p><p><b>　　4系統(tǒng)調(diào)試</b></p>&l

42、t;p>　　1.脈沖信號(hào)產(chǎn)生是主要是對(duì)NE555的R1、R2、C1大小調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橛肗E555所構(gòu)成的多諧振蕩器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的頻率(NE555的振蕩頻率)f=</p><p>　　電路輸出的占空比q為q(%)=最終所輸出的脈沖信號(hào)幅度為12V，頻率為：1000Hz~1000000Hz可調(diào)。</p><p>　　2．減法電路用于方波的產(chǎn)生，通過(guò)高速集成運(yùn)放構(gòu)成，在本次設(shè)計(jì)電路中

43、當(dāng)R3=R4、R5=R9時(shí)有Uo=，使得可以將脈沖信號(hào)變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)。</p><p>　　3.三角波信號(hào)的是產(chǎn)生是通過(guò)高精度的集成運(yùn)算器所構(gòu)成的反相積分電路對(duì)上級(jí)所產(chǎn)生的方波信號(hào)進(jìn)行積分獲得的，具體的積分原理為dt+Uc（o）式中Uc（o）是t=0時(shí)電容C3兩端的電壓值，即初始值。</p><p>　　4.最后產(chǎn)生的函數(shù)信號(hào)是正弦波信號(hào)，是通過(guò)差分放大電路對(duì)上級(jí)產(chǎn)生的三角波信號(hào)進(jìn)行差分放大

44、得出的。</p><p>　　5.在函數(shù)信號(hào)頻率顯示部分采用的7段共陰極數(shù)碼管進(jìn)行顯示，在調(diào)試過(guò)程中也嘗試過(guò)利用共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示但是由于選取的譯碼顯示芯片的關(guān)系，最后還是選取的共陰極數(shù)碼管。</p><p>　　5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)</p><p><b>　　表5.1指標(biāo)參數(shù)</b></p><p>　　5.1系統(tǒng)能實(shí)

45、現(xiàn)的功能</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生方波、三角波、正弦波三種信號(hào)，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所輸出的信號(hào)進(jìn)行幅度和頻率的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生的信號(hào)波形通過(guò)示波器顯示出來(lái)，二信號(hào)的頻率是通過(guò)5個(gè)7段共陰極數(shù)碼管顯示出來(lái)，本次設(shè)計(jì)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器還考慮到功率的問(wèn)題，在輸出功率上有所改進(jìn)，在輸出功率上可以達(dá)到最大5W的輸出。</p><p>　　5.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試</p>

46、<p>　　1. 產(chǎn)生三種波形函數(shù)：正弦波、方波、三角波。</p><p>　　2. 方波幅度： 11.85伏；正弦波和三角波幅度：4.91伏</p><p>　　3．函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率分二檔：</p><p>　　100HZ ~ 10000HZ ； 10000HZ~300KHZ</p><p>　　4．函數(shù)發(fā)生器帶負(fù)載能力： P

47、max = 5W</p><p>　　5．函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率和幅度連續(xù)可調(diào)。</p><p>　　6．函數(shù)發(fā)生器數(shù)顯功能：5位十進(jìn)制數(shù)字顯示函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率。</p><p>　　5.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析</p><p>　　產(chǎn)生的方波的幅度通過(guò)對(duì)NE555的8腳輸入電壓的值來(lái)調(diào)整，實(shí)測(cè)的方波的幅度值為11.85，所造成誤差的原

48、因是NE555芯片內(nèi)部分壓，由于將NE555所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)作為基信號(hào)，所以NE555能產(chǎn)生的最大頻率決定了所有函數(shù)信號(hào)能達(dá)到的最大頻率。</p><p><b>　　6設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了收尾階段。我在和同組同學(xué)的奮斗中，充實(shí)地渡過(guò)了這忙碌的時(shí)光。實(shí)踐，是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)這炎熱的兩周，我深刻體會(huì)到了這句話的真諦。

49、理論知識(shí)很了解，但一動(dòng)起手來(lái)就不知所措了。這就是所謂的讀書(shū)人不一定會(huì)工作的實(shí)例吧！ 課程設(shè)計(jì)，是完全由我們學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦的一次嘗試。因此，團(tuán)隊(duì)合作就相當(dāng)重要了。從找材料（資料）到設(shè)計(jì)電路、從仿真到實(shí)際焊接、從失敗到成功，這都需要合理分配團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)人，從而達(dá)到省時(shí)、省力、省心的效果。</p><p>　　作為項(xiàng)目組長(zhǎng)的我，不僅在此項(xiàng)目中學(xué)到了技能，更重要的是學(xué)到一種團(tuán)隊(duì)精神，一種分享收獲的喜悅，一個(gè)小組一個(gè)團(tuán)隊(duì)

50、要有統(tǒng)一的目標(biāo)，統(tǒng)一的意見(jiàn)，和一個(gè)優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)人，這樣才能更有效的完成我們前進(jìn)中遇到的難題和困難。從學(xué)校走向社會(huì)，首要面臨的問(wèn)題便是角色轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。從一個(gè)學(xué)生轉(zhuǎn)化為一個(gè)單位人，在思想的層面上，必須認(rèn)識(shí)到二者的社會(huì)角色之間存在著較大的差異。學(xué)生時(shí)代只是單純的學(xué)習(xí)知識(shí)，而社會(huì)實(shí)踐則意味著繼續(xù)學(xué)習(xí)，并將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)生時(shí)代可以自己選擇交往的對(duì)象，而社會(huì)人則更多地被他人所選擇。諸此種種的差異。不勝枚舉。但僅僅在思想的層面上認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)還是不夠

51、的，而是必須在實(shí)際的工作和生活中潛心體會(huì)，并自覺(jué)的進(jìn)行這種角色的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　通過(guò)2周的實(shí)戰(zhàn)，我們掌握了課本外的實(shí)際知識(shí)，將書(shū)本上理論的知識(shí)，通過(guò)我們有著共同愛(ài)好的小組一起完成了這次實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。除了完成了老師給的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，我們收獲更多的是一個(gè)集體的力量，一起共同完成一項(xiàng)任務(wù)后的滿足感，真的很感謝學(xué)校和老師在期末給我們?cè)趺春玫膶?shí)習(xí)機(jī)會(huì)，所以每次我都十分珍惜這些機(jī)會(huì)，這次也不例外。所以我非常感謝學(xué)校和老師

52、給我們這么好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，在項(xiàng)目中我們也體會(huì)到一位優(yōu)秀的教師為我們這次項(xiàng)目的付出，在老師的精心組織下，我們班順利完成了規(guī)定任務(wù)。實(shí)訓(xùn)是短暫的，但它讓我們?cè)趯W(xué)校里學(xué)到了我們平常在書(shū)本上沒(méi)能學(xué)到的動(dòng)手方面的實(shí)踐，那也是我們畢業(yè)前與社會(huì)工作的接觸，它讓我們感受集體的力量，感受了與社會(huì)類似的工作。為我們畢業(yè)后的社會(huì)工作做好準(zhǔn)備。</p><p><b>　　7謝辭</b></p><

53、;p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)過(guò)程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把本次課程設(shè)計(jì)做得更加完善，xx老師多次幫助我分析思路，開(kāi)拓視角，在我遇到困難想放棄的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)，本課題在選題及研究過(guò)程中得到xxx老師的悉心指導(dǎo)，xx老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我終生

54、受益。xx老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。xx老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖只歷時(shí)兩周，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)xx老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。感謝xx老師對(duì)我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向xx老師深深地鞠上一躬。再多華麗的言語(yǔ)也顯蒼白。在此，謹(jǐn)向xx老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新

55、的知識(shí)，而且也開(kāi)闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)商的難題。同時(shí)也感謝學(xué)</p><p><b>　　8參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.1</p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)

56、（模擬部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.1</p><p>　　[3] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)?實(shí)驗(yàn)?測(cè)試[M].第三版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.8</p><p>　　[4] 黃智偉.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽電路設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.12</p><p>　　[5] 劉福太.電子電路461例[M].北京：科

57、學(xué)出版社，2007</p><p>　　[6] 王華奎.數(shù)字信號(hào)處理及應(yīng)用[M].第二版.北京：高等教育出版社，2009.11 </p><p>　　[7] 魏立峰.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.8 </p><p>　　[8] 謝維成.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.6

58、 </p><p>　　[9] 李瀚蓀.電路分析基礎(chǔ)[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.5 </p><p>　　[10] 燕慶明.信號(hào)與系統(tǒng)教程[M].第二版.北京：高等教育出版社，2007.11</p><p><b>　　9附錄： </b></p><p><b

59、>　?、傧嚓P(guān)設(shè)計(jì)軟件；</b></p><p>　　Proteus軟件是來(lái)自英國(guó)Labcenter Electronics公司的EDA工具軟件,Proteus軟件除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖,PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外, 其革命性的功能是,他的電路仿真是互動(dòng)的,針對(duì)微處理器的應(yīng)用,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程,并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試,如有顯示及輸出, 還能看

60、到運(yùn)行后輸入輸出的效果,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器,邏輯分析儀等,不需要?jiǎng)e的,Proteus為建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。具有4大功能模塊。</p><p>　　智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）豐富的器件庫(kù)</p><p>　　超過(guò)27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過(guò)模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間

61、；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙。</p><p>　　ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；超過(guò)27000個(gè)仿真器件：可以通過(guò)內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。 　　</p><p>　　獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿

62、真功能</p><p>　　支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、等。</p><p>　　實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái) </p><p>　　先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線功能；支持器件的自動(dòng)/人工布局；支持無(wú)網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計(jì)更為合理；完整