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外同步触发、多通道、单周期函数发生器设计

作　者: 胡清
导　师: 李建朝
学　校: 河南科技大学
专　业: 精密仪器与机械
关键词: 函数发生器 DDS 多通道外同步触发
分类号: TM935
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
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内容摘要

随着货车的提速,转K6型转向架已成为我国的主型货车转向架,满足了铁路货车重载、高速的要求。而转向架的摇枕、侧架这些零部件在运行中承受并传递着垂向、横向和纵向多个交变载荷力,它们的疲劳可靠性高低关系到整个货车的铁路安全,一旦出现问题,将会造成惨重后果。因此需要转向架动载荷试验台对摇枕和侧架进行疲劳检测,保证货车的安全运行。根据中华人民共和国铁道部行业标准TB/T 1959-2006规定要求,需要多个信号驱动液压伺服阀协同工作对被测件加载,进行测试。本课题的主要任务是设计一台外同步触发、多通道、单周期函数发生器,对多液压伺服阀进行同步控制。本文采用DDS直接数字频率合成的方法设计函数发生器,可以产生任意波形,如正弦波、三角波、方波、非标准波等;采用定时器中断的方式进行波形输出控制,每个周期都有256个幅值,保证了波形的无失真性;采用译码器和数模转换芯片实现多个液压伺服阀协同工作的信号需求;同时能够利用外部触发的方式控制加载次数。本设计包括硬件和软件两部分。硬件部分主要是MCU的函数发生模块,波形输入模块,驱动输出模块及人机界面模块。软件部分主要是DDS模块,人机界面模块。该系统测试结果表明能够实现外同步触发、多通道、单周期函数发生器的各项要求,满足了实际需要。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第1章绪论  7-17
  1.1 课题研究的背景和意义  7-8
    1.1.1 课题研究的背景  7
    1.1.2 课题研究的目的和意义  7-8
  1.2 函数发生器的现状和发展  8-10
    1.2.1 函数发生器的发展历程  8
    1.2.2 频率合成技术的概述  8-9
    1.2.3 直接数字频率合成技术的现状及其在函数发生器中的应用  9-10
  1.3 项目背景及指标功能要求  10-15
  1.4 本文的主要任务  15
  1.5 本文的结构安排  15-17
第2章外同步触发、多通道、单周期函数发生器的设计方案  17-27
  2.1 设计方案制定的背景  17
  2.2 常规信号发生器介绍  17-19
    2.2.1 波形转换原理  18
    2.2.2 信号产生电路  18-19
    2.2.3 常规信号发生器优劣点分析  19
  2.3 设计方案的选定  19-20
  2.4 DDS 直接数字频率合成的基本原理  20-21
  2.5 DDS 系统设计  21-25
    2.5.1 DAC 数模转换模块  21-22
    2.5.2 微处理器系统  22
    2.5.3 频率调节模块  22-24
    2.5.4 波形ROM 设计:  24-25
  2.6 人机交互界面  25-26
  2.7 总体方案的设计  26
  2.8 本章小结  26-27
第3章函数发生器系统软件设计及仿真  27-41
  3.1 编程语言的选择  27-28
  3.2 软件开发平台简介  28-31
    3.2.1 Keil C51 的发展  28-29
    3.2.2 μVision 3 集成开发环境  29
    3.2.3 在μVision 3 中建立和编译项目  29-30
    3.2.4 在μVision 3 中对编译完成的项目进行仿真  30-31
  3.3 仿真软件Protues  31-34
    3.3.1 Protues 简介  31-32
    3.3.2 硬件仿真电路建立  32-33
    3.3.3 Protues 仿真软件与keilC51 程序的联合调试  33-34
  3.4 系统软件的总体设计  34-39
    3.4.1 系统主程序流程图  35-36
    3.4.2 主菜单功能显示框图  36
    3.4.3 程序初始化  36-37
    3.4.4 DDS 波形输出模块  37-38
    3.4.5 外同步触发模块  38
    3.4.6 键盘控制模块  38-39
    3.4.7 液晶显示程序  39
  3.5 本章小结  39-41
第4章函数发生器系统硬件电路设计  41-55
  4.1 主电路设计  41-53
    4.1.1 微处理器模块  41-44
    4.1.2 多通道D/A 转换模块  44-48
    4.1.3 液晶显示模块  48-49
    4.1.4 键盘输入模块  49
    4.1.5 外同步触发  49
    4.1.6 滤波电路设计  49-50
    4.1.7 信号调制电路  50-53
  4.2 电源电路设计  53
  4.3 本章小结  53-55
第5章系统性能测试  55-67
  5.1 电源电路的制作与调试  55-56
  5.2 系统硬件电路板的制作与调试  56-59
    5.2.1 单片机最小系统测试  56-57
    5.2.2 DAC 模数转换测试  57
    5.2.3 按键硬件检测  57
    5.2.4 信号调理电路PCB 板  57-58
    5.2.5 系统完整结构示意图  58-59
  5.3 系统软件调试  59-65
    5.3.1 频率测试  59-60
    5.3.2 单通道波形输出测试  60-62
    5.3.3 信号调理电路测试  62
    5.3.4 多通道波形测试  62-63
    5.3.5 双极性波形输出  63-64
    5.3.6 单周期外同步功能测试  64
    5.3.7 人机交互界面测试  64-65
  5.4 与常规信号发生器的比较  65-66
  5.5 性能与指标  66
  5.6 本章小结  66-67
第6章结论与展望  67-69
  6.1 结论  67
  6.2 展望  67-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间的研究成果  73

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