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基于單片機函數(shù)發(fā)生器設(shè)計


一、課題來源
為了實現(xiàn)輸出多種波形的功能，基于單片機的控制及各電子器件與單片機間的聯(lián)合，編寫相應(yīng)的軟件，設(shè)計一種信號發(fā)生器。以適應(yīng)各種理論研究。


二、研究的目的和意義

函數(shù)發(fā)生器亦稱信號發(fā)生器，主要作為實驗用信號源，是現(xiàn)今各種電子電路實驗設(shè)計應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，波形種類多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器，通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高,其工作不很穩(wěn)定,不易調(diào)試;用集成芯片的函數(shù)發(fā)生器，可達到較高的頻率和產(chǎn)生多種波形信號,但電路較為復雜且不易調(diào)試。利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生多種波形,達到較高的頻率,且易于調(diào)試;利用專用直接數(shù)字合成DDS 芯片的函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生任意波形并達到很高的頻率,但成本較高。
函數(shù)發(fā)生器作為一種常見的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的一般可以完全由硬件電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復雜和體積大等缺點。在科學研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學，地震模擬機械振動等領(lǐng)域常常要用到低頻信號源。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需的RC要很大。大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證。體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點。一旦工作需求功能有增加，則電路復雜程度會大大增加。
利用單片機采用程序設(shè)計方法來產(chǎn)生低頻信號，其頻率底線很低。具有線路相對簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強，用途廣泛等優(yōu)點，并且能夠?qū)Σㄐ芜M行細微調(diào)整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求。只要對電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級。
三、參考文獻及資料名稱

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【7】 沈紅衛(wèi)，基于單片機的智能系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，電子工業(yè)大學出版社，2005
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【12】 汪文等，單片機原理及應(yīng)用，華中科技大出版社，2007


四、國內(nèi)外發(fā)展趨勢及研究主攻方向
我國的單片機應(yīng)用始于80年代，雖然發(fā)展迅速，但相對于世界市場我國的占有率還很低。到目前為止，由于我國的微電子技術(shù)和制造工藝都比較落后及國外單片機的競爭等原因，我國還沒有設(shè)計生產(chǎn)出自己的單片機。國內(nèi)的單片機目前注重的還只是低中檔的應(yīng)用，普遍采用的是8或16位的單片機，對宏單片機和DSP等高檔的應(yīng)用還處于初始階段。
單片機的發(fā)展趨勢為：低功耗與高性能、低電壓、低噪聲與高可靠性、采用CMOS技術(shù)、外圍電路內(nèi)裝、串行擴展技術(shù)等。同時，單片機的快速發(fā)展也帶動著基于單片機的信號發(fā)生器的快速發(fā)展。