长春理工单片机课程设计:简易信号发生器设计,急急急
复制的,仅供参考~这个应该简单的!
函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。我们通过对电路的分析,参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的原件,焊接出具体的实物图,并在实验室对焊接好的实物图进行调试,观察效果并与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。
关键字:方案确定、参数计算、调试、误差分析。
1.1问题的提出
设计一个函数发生器使得能够产生发波、三角波、正弦波。
1、 主要技术指标
频率范围 10Hz~100Hz,100Hz~1000Hz,1kHz~10kHz
频率控制方式 通过改变RC时间常数手控信号频率
通过改变控制电压Uc实现压控频率VCF
输出电压 正弦波Upp≈3 V 幅度连续可调;
三角波Upp≈5 V 幅度连续可调;
方波Upp≈14 V 幅度连续可调.
波形特性 方波上升时间小于2s;
三角波非线性失真小于1%;
正弦波谐波失真小于3%。
2、 设计要求
(1) 根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图,分析工作原理,计算元件参数。
(2) 列出所有元、器件清单报实验室备件。
(3) 安装调试所设计的电路,使之达到设计要求。
(4) 记录实验结果。
1.2基本原理
1、 函数发生器的组成
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成;也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,本课题介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。
1.3提出解决问题的方案及选取
1、三角波变换成正弦波
由运算放大器单路及分立元件构成,方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示,由于技术难点在三角波到正弦波的变换,故以下将详细介绍三角波到正弦波的变换。
图1
(1) 利用差分放大电路实现三角波——正弦波的变换
波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性,波形变换过程如图2所示。由图可以看出,传输特性曲线越对称,线性区域越窄越好;三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。
㎝
图2
方案一:用差分放大电路实现三角波到正弦波以及集成运放组成的电路实现函数发生器
(2) 用二极管折线近似电路实现三角波——正弦波的变换
二极管折线近似电路 图3
根据二极管折线近似电路实现三角波——正弦波的变换的原理图,可得其输入、输出特性曲线如入3所示。
频率调节部分设计时,可先按三个频率段给定三个电容值:1000pF、0.01Μf、0.1μF然后再计算R的大小。手控与压控部分线路要求更换方便。为满足对方波前后沿时间的要求,以及正弦波最高工作频率(10kHz)的要求,在积分器、比较器、正弦波转换器和输出级中应选用Sr值较大的运放(如LF353)。为保证正弦波有较小的失真度,应正确计算二极管网络的电阻参数,并注意调节输出三角波的幅度和对称度。输入波形中不能含有直流成分。
方案二:用二极管折线近似电路以及集成运放组成的电路实现函数发生器
(3)图是由μA741和5G8038组成的精密压控震荡器,当8脚与一连续可调的直流电压相连时,输出频率亦连续可调。当此电压为最小值(近似为0)时。输出频率最低,当电压为最大值时,输出频率最高;5G8038控制电压有效作用范围是0—3V。由于5G8038本身的线性度仅在扫描频率范围10:1时为0.2%,更大范围(如1000:1)时线性度随之变坏,所以控制电压经μA741后再送入5G8038的8脚,这样会有效地改善压控线性度(优于1%)。若4、5脚的外接电阻相等且为R,此时输出频率可由下式决定:
f=0.3/RC4
设函数发生器最高工作频率为2kHz,定时电容C4可由上式求得。
电路中RP3是用来调整高频端波形的对称性,而RP2是用来调整低频端波形的对称性,调整RP3和RP2可以改善正弦波的失真。稳压管VDz是为了避免8脚上的负压过大而使5G8038工作失常设置的。
方案三:用单片集成函数发生器5G8038
可行性分析:
上面三种方案中,方案一与方案二中三角波——正弦波部分原理虽然不一样,但是他们有共通的地方就是都要认为地搭建波形变换的电路图。而方案三采用集成芯片使得电路大大简化,但是由于实验室条件和成本的限制,我们首先抛弃的是第三种方案,因为它是牺牲了成本来换取的方便。其次是对方案一与方案二的比较,方案一中用的是电容和电阻运放和三极管等电器原件,方案二是用的二极管、电阻、三极管、运放等电器原件,所以从简单而且便于购买的前提出发我们选择方案一为我们最终的设计方案。
1.4参数的确定
1、 从电路的设计过程来看电路分为三部分:①正弦波部分②方波部分③三角波部分
2、 正弦波部分
由于我们选取差分放大电路对三角波——正弦波
进行变换,首先要完成的工作是选定三极管,我
们现在选择KSP2222A型的三极管,其静态曲线图
像如右图所示。
根据KSP2222A的静态特性曲线,选取静态
工作区的中心
由直流通路有:
20 k
k
因为静态工作点已经确定,所以静态电流变成已知。根据KVL方程可计算出镜像电流源中各个电阻值的大小:
可得
3、 方波部分与三角波部分参数的确定
根据性能指标可知
由 ,可见f与c成正比,若要得到1Hz~10Hz,C为10 。10Hz~100Hz,C为1 。
则 =7.5k ~75k ,则 =5.1k
则 =2.4k 或者 =69.9 k
∴ 取100 k
∵
由输出的三角形幅值与输出方波的幅值分别为5v和14v,有
=
∴ =10k
则 ≈47 k , =20 k
根据方波的上升时间为两毫秒,查询运算放大器的速度,可以选择74141型号的运放。
由此可得调整电阻:
七、实务图的焊接和调试
1、按照方案一的电路图焊接好电路板。
2、调试前,将电路板接入±12伏电压,地线与电源处公共地线连接.
(1)频率范围:
为便于测量,将电路板上的方波信号接入示波器,并合上C1=10µF的开关,断开C2=1uF的开关,然后调节RP2,并测出此时方波信号频率的变化范围;
断开C1的开关,合上C2的开关,按照同样的方法调节RP2并记录方波信号频率的变化范围,结果如下:
电容 频率
10µF 1Hz~30Hz
1uF 27.47~316Hz
以上频率并未完全到达要求的指标范围,经分析,原因在于:
通过对比,发现频率范围整体下移,这里可能存在两个原因,第一是反馈通道上的 存在磨损,使电阻值达不到计算的数值。第二是三角波运放上的反向端的电阻 也存在 一样的问题。
(2)输出电压:
① 方波:
电路板上方波信号接入示波器,调节RP1,测得方波峰峰Vpp=14V,可见所得值与性能指标中的一致。
② 三角波:
撤除方波信号并接入三角波信号,调节RP1, 测得三角波峰峰值Upp=5V也能达到课题的要求。
③ 正弦波:
将正弦波信号接入示波器,调节RP3和RP4,测得正弦波峰峰值Upp=2.8V.也基本上能到达课题要求。
3、波形特性测定:
① 方波上升时间:
将电路板上的方波信号接入示波器,,调节示波器上周期调节旋钮,直到能清楚观测到方波信号上升沿处的跃变,测得方波上升时间为:
tr=6.4µs
分析:上升时间达不到要求,这个可以用换运放类型来解决。通过改变运放的速度来改变其上升时间。
① 三角波非线形失真:
撤除方波信号,将电路板上三角波信号接入示波器通道1,测得此时的三角波信号参数如下:
频率: f=98.42Hz
峰峰值: Upp=5V
此时将实验台上函数发生器产生的三角波作为标准信号接入示波器的通道2,并调节其频率及峰峰值,使之与要测试的三角波信号参数一致(f=98.42Hz,Upp=5V).
在示波器上的双踪模式下比较,发现两通道的三角波完全重合,说明无非线形失真.
② 正弦波严重失真:
分析:由于调节平衡的滑动变阻器的一只引脚坏掉了,我自己拿一根导线将其接好,所以导致电路的不对成性,使得静态工作点偏离原定的位置,故导致此结果。
1.5心得体会
通过对函数信号发生器的设计,我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识,明白了学以致用的真谛。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题,提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中,我个人感觉调试部分是最难的,因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数,我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调试是一个经验的积累过程,没有经验是不可能在短时间内将其完成的,而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧!
兰州理工大学51单片机实验
最近论坛上发了一个连载帖子——吴鉴鹰单片机实战项目精讲,因此受到不少网友的关注,在这里吴鉴谢谢各位网友的支持、关心和信任。
在帖子中留了几个群号,有两千多读者加了群,通过QQ向我询问了很多问题,如果在工作不是太忙的时候我看到了就会回答,但是有时候做项目太忙就没时间解答。
为此,在这里应群内成员以及一些网友的要求,专门写一篇文章来针对这些问题做一个总结。希望能为大家的疑惑有一点点帮助就足以。不足之处,也希望大家客观指出,君子和而不同。
1、学习单片机有用吗?
有很多初学者有这样的困惑,单片机初学者感觉入门很难,学着学着,就会产生这样的疑问——自己辛辛苦苦学习单片机,将来有用吗?
单片机只是一个工具,重要的还是思想,有了自己的想法,电子行业地域辽阔,随便你闯。单片机这个切入点入手还是不错的,可以让你尽快进入电子殿堂的大门,如果你还在上学,不要眼睛里面只盯着暂时的薪水,哪怕是毕业两三年的也一样。重要的是掌握程度和对技术的理解程度,有句话叫“水到渠成”,到时候再去研究工资的事情也不晚。
2、学习嵌入式编程有必要从51单片机开始吗?
我原本来在读大学的时候,有很多同学听说学习ARM很牛逼,于是就跑到图书馆借了一两本关于ARM的书,学一两天后发现跟自己想的不太像,于是学着学着就慢慢放弃了。所以我总结一下,与其迈很大的步子,不如放慢脚步一步步走。从最基本的做起,一步步走,等单片机学会之后再进行像ARM,DSP之类高端处理器的运用,也就能得心应手了,如果想一口吃成一个胖子,只怕最后没胖起来,倒把自己给噎死了!
3、会用高端处理器就牛了吗?
不少网友问我:是不是学会了ARM、嵌入式操作系统就会很牛?是不是单片机就是运用在低档产品上,ARM做出来的产品就高端了。
首先,从本质上说,是同一类东西,都是嵌入式应用方面的主力。十八般兵器,没有优劣之分,只是在乎持兵器的人修为高低,当年解放军凭借小米加步枪不也取得了抗战胜利。
微处理器,单片机、DSP、FPGA、ARM,每一种都有自己的侧重点,都具备自己的优势和劣势。
单片机:技术比较成熟,运用在工控领域比较多,但进行嵌入式应用显得太庞大,因而派生出ARM单片机进行高端应用,可以进行操作系统的移植,但是现在一些高端单片机也可以移植操作系统,单片机跟ARM并没有什么本质的区别。
DSP:是数据处理的缩写。也可以做控制运用,它的优势是运算,主要用在运算量大的领域,如数字信号处理,图像处理,视屏处理,导弹雷达上也等等。如果要用的好,需要学会很多高深的算法,需要有较强的数学功底。
FPGA:可编程逻辑阵列的缩写。实际上就是做一个芯片,用软件实现它的内部连接,达到用软件的方法实现硬件的目标。是用硬件实现的一种方法。是早期单片机(功能简单的逻辑应用)的现代实现方法。
总结:一个嵌入式软件工程师,其实核心竞争力不是你会运用什么芯片,当你会了一两种以后,再学其他的,就会觉得很容易了。一个真正的有竞争力的工程师,应该是具备良好的编程习惯,编程思路,还应该具备扎实的数学功底。只有把握核心的东西,才能走的更远。
4、单片机行业技术研发有前途吗?
这也是初学者最为关心的一个话题,单片机行业的技术研发将来前途如何?
著名的高尔夫球手,老虎伍兹说过一句话:我只需成为高尔夫数一数二的高手,钱自然会追着我来。
单片机技术研发,也就是一个类型的职业岗位,同样叫做“单片机工程师”,能力、经验、学历,参差不齐,因此待遇肯定也不尽相同。
高待遇者,年薪数百万也有,低收入者,养家糊口都难。
只有倒闭的企业,没有倒闭的行业!
不是行业没有前景,只能反思自己为何没有足够的优秀。
5、单片机技术研发太苦太累,值得去坚持吗?
在论坛里看到很多人在抱怨:现在电子行业的研发做起来太累,待遇又不是很好,感觉没什么出路。
既然我们选择了单片机行业,就坚持做下去,不要轻信别人讲的:单片机研发工程师没有前途,太苦太累。
学好单片机你至少可以找一份技术性的工作,就算目前累一点,至少你可以看到希望,随着自己经验的积累,未来的路会越走越宽!至少可以坐在办公室里面,有自由的时间可以支配。
你知道那种专业课没学好,只能去车间做一线工人的感觉吗?坐在车间里像一个机器人一样每天重复同样的工作吗?你喜欢过那种一点自由都没有,在流水线上忙碌着,连上厕所时间都没有的工作吗?我相信没有人喜欢!
所有不要被一些工作了几年的工程师的话语所迷惑,说做技术很苦,拿的钱又少,当你真正有一天想去做技术,发现原来因为自己缺少知识的积累,没有公司愿意要你。
简单地分享了自己对单片机领域一些问题的看法,欢迎同行积极分享自己的心得,能让更多初学者少走弯路,摆正心态进行单片机的学习。
帮忙分析一下STC89C51RC引脚功能。
1.建议时钟频率2MHz - 40MHz以下时:
Reset管脚都可以外接MAX810/813等复位电路
2.建议时钟频率2MHz - 12MHz以下时:
Reset管脚可以外接10uF电容到VCC,10k电阻到地,R/C复位
3.建议时钟频率2MHz - 12MHz以下时:
Reset管脚可以1k电阻直接接地,不用外部复位
4.建议时钟频率2MHz - 40MHz以下时:
Reset管脚都可以外接MAX810/813等复位电路
5.建议时钟频率2MHz - 12MHz以下时:
Reset管脚可以外接10uF电容到VCC,10k电阻到地,R/C复位
6.建议时钟频率2MHz - 12MHz以下时:
Reset管脚可以1k电阻直接接地,不用外部复位
7.浮空,不要接任何电路
8.外接1k - 100k电阻到Vcc
9.直接接Vcc
希望对你有用
stc89c52rc单片机有几个引脚
1. 增强型8051单片机,6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意 选择,指令代码完全兼容传统8051.[1]2. 工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V 单片机)3.工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051 的0~80MHz,实际工作 频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为8K字节5. 片上集成512 字节RAM6. 通用I/O 口(32 个),复位后为:P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉, P0 口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为 I/O 口用时,需加上拉电阻。7. ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无 需专用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程 序,数秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T210.外部中断4 路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒11. 通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART12. 工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级)13. PDIP40封装
如何找到STC89C52RC单片机RXD TXD GND VCC及各针脚的定义
记住啦,STC单片机是宏晶公司的产品,直接去他们公司的网站
www.mcu-memory.com
找就有。(虽然他们网站做得很垃圾,但也算简朴)下面链接就是文件资料,直接下就可以你想要的里面都有我看过了。
厂家参考资料:
http://
www.mcu-memory.com
/datasheet/stc/STC-AD-PDF/STC89C51RC-RD+_GUIDE-CHINESE.pdf
和大多数89C52没啥区别,
在8页和13页都有你去看把
基于mcs-51单片机的智能仪表有哪些 基于c语言编程的,那位好心人,高手帮帮我这个初学者。我没多少分
721紫外光度计
721型分光光度计其波长范围360~800nm,色散元件为三角棱形.
操作方法:
(1)仪器尚未接通电源时,电表的指针必须位于“0”刻线上,若不是这种情况,则可以用电表上的校正螺丝进行调节。
(2)仪器的电源开关接通(接220V交流电),打开比色槽暗箱盖,使电表指针处于“0”位,预热20分钟后,再选择需用的单色光波长和相应的放大灵敏度档,用调零电位器校正电表“0”位。
(3)将仪器的比色槽暗箱合上,比色槽座处于蒸馏水校正位子,使光电管见光,旋转光量调节器调节光电管输出的光电讯号使电表指针正确处于100%。
(4)按上述方式连续几次调正“0”位和电表指针100%,仪器即可进行测定工作。
(5)放大器灵敏度档的选择是根据不同的单色光波长,光能量不一致时分别选用,其各档的灵敏度范围是:
第一档×1倍 第二档×10倍 第三档×20倍
选用的原则是能使空白档良好的用光量调节器调整于100%处。
(6)空白档可以采用空气空白,蒸馏水空白或其他有色溶液中性吸光玻璃作陪衬。空白调节于100%处,能提高吸光度数以适应溶液的高含量测定。
(7)根据溶液中的被测物含量的不同可以酌情选用不同规格光程长度的比色槽,目的是使电表读数处于0.8消光之内。