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承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
基于PIC单片机的低频函数信号发生器的设计与制作
小类:
信息技术
简介:
本系统是基于PIC16F877A单片机的数字式低频信号发生器。采用PIC16F877A单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(LM353)、按键和LCD1602液晶显示电路等。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等,同时用LCD液晶显示对应信号的波形、频率、幅度。其设计简单、性能优良,可用于多种需要低频信号源的场所,具有一定的实用性。
详细介绍:
波形发生器是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前,市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成,且波形种类有限,多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。 信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用555振荡电路可产生常见的方波、正弦波、三角波等波形。但是这种由大量模拟器件搭载的电路存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点。 当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会,电子技术的进步,给人们带来了根本性的转变。现代电子领域中,单片机的应用正在不断的走向深入,这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比,在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用,并走入家庭,从洗衣机、微波炉到音响汽车,处处可见其应用。因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。 利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号,其下限频率很低。具有线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,频率稳定度高,抗干扰能力强,用途广泛等优点,并且能够对波形进行细微调整,改良波形,使其满足系统的要求。只要对电 路稍加修改,调整程序,即可完成功能升级。 本设计采用PIC 16F877A单片机和两片DAC0832数模转换器做成的数字式低频信号发生器,它的特点是价格低、性能高,在低频范围稳定性好、操作方便、体积小等。 信号发生器与其它相比还具有如下优点:较分立元件信号发生器而言,具有频率高,工作稳定,容易调试等特性;较专用DDS芯片或DSP芯片的信号发生器而言,具有结构简单,成本低等特性。

作品图片

  • 基于PIC单片机的低频函数信号发生器的设计与制作
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

本作品以单片机PIC 16F877A为控制核心,设计了电源电路, D/A转换电路以及显示和键盘接口电路。软件设计中,在MPLAB IDE软件平台下采用PICC C语言编程,设计了信号频率、幅度可调、键盘功能和显示程序模块。使得所编写的程序具有可读性强、易于调试、修改和升级方便的基于单片机控制的信号发生器的研制方案。从设计原理上采用直接数字合成技术产生函数信号波形,增加了仪器输出信号的波形种类,输出信号性能也明显改善。具有良好的人机界面,并能实时显示输出波形及其参数,方便操作,增强了操作者和微处理器之间的对话能力。相比于传统模拟电路制作的信号发生器精度高,能产生1-1000Hz,0.00-10.00V电压可调的正弦波、方波、三角波。

科学性、先进性

本设计采用PIC 16F877A单片机和两片DAC0832数模转换器做成的数字式低频信号发生器,它的特点是价格低、性能高,在低频范围稳定性好、操作方便、体积小等。 利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号,其下限频率很低。具有线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,频率稳定度高,抗干扰能力强,用途广泛等优点,并且能够对波形进行细微调整,改良波形,使其满足系统的要求。只要对电路稍加修改,调整程序,即可完成功能升级。 信号发生器与其它相比还具有如下优点:较分立元件信号发生器而言,具有频率高,工作稳定,容易调试等特性;较专用DDS芯片或DSP芯片的信号发生器而言,具有结构简单,成本低等特性。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

实验室

技术转让方式

作品可展示的形式

实物,视屏,照片

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

中学物理中,基础的函数信号波形的了解对学生的数学、物理等学科有着积极的影响,他们实验课正需要波形精密,使用方便,造价低廉的函数信号发生器。现阶段,中学物理实验室配备的信号发生器多是基于纯硬件搭载的,这种产品操作上缺少一种对信号中各个参数的一种感官的认识,而基于PIC单片机的数字信号发生器利用其良好的人机交互弥补了这一缺陷,同时,性能足够中学教学使用,市场前景广阔。

同类课题研究水平概述

当前先进的基于DSP等高性能器件生产的函数信号发生器性能优良,成本高昂,功能复杂,应用范围广。 但是在中学物理教学中应用的信号发生器多为基于纯模拟器件的,控制不便,波形精密度不高。
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