开题报告 电气工程及自动化 基于单片机的三相信号发生器的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 单片机全称为单片微型计算机，是一种集成在电路，采用超大规模集成电路技术将CPU、ROM、RAM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一个硅片上构成的小而完善的计算机系统。

单片机应用非常广泛,可以分为独立的应用程序及多机的应用程序。所谓的独立的应用程序是指在一个应用系统中只使用一块单片机,这是目前绝大多数领域中的应用现状。独立的应用程序的主要领域有:智能产品、测量及控制系统、CNC控制机、智能仪表、智能接口。多机的应用程序是高科技领域应用的主要模式,单片机的控制性能和高可靠性、高运行速度,必须使未来的高科技工程系统采用单片机多机的应用系统成为主要的发展方向。

随着时代的进步，电力与电子技术在现实生活中的应用越来越广泛，这就需要我们对电路进行更安全、更详细的设计。而在做强、弱电实验的时候，我们也需要进行模拟实际系统或者测试系统的性能。显示、设定、负载监控、热模拟等一些功能现在已经多数被引入实验，而三相信号源的设计与其他部件一样应运而生了。

按模拟电路构成的低频信号源性能不能令人满意，且用于低频其RC要很大，大电阻、大电容在制造上有困难，参数准确度难以保证、体积大、漏电损耗显著等，而单片机的推广应用能解决这些困难。单片机具有如下特点。

1、集成度高、功能强。

2、结构合理。

（1）存储量大。

（2）速度快、功能专一。

3、抗干扰性强。

4、指令丰富。单片机的指令一般有数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等，有些还具有位操作指令。

由于它的简单易操作、价格低廉、实现容易使其逐渐得到了广泛的应用。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

（1）在智能仪器仪表上的应用 （2）在工业控制中的应用 （3）在家用电器中的应用 （4）在计算机网络和通信领域中的应用 （5）在医疗设备领域中的应用 （6）在各种大型电器中的模拟块应用 （7）在汽车设备领域中的应用 单片机的发展概况：
（1）4位单片机（1971年-1974年） （2）低、中档8位机（1974年-1978年） （3）高档8位机（1978年-1982年） （4）16位单片机和超8位单片机（1982年-目前） 单片机的发展趋势向着大容量、高性能与小容量、低廉化，外围电路内装化以及I/O接口的的增强和能耗降低等方向发展。

在本设计中，选择AT89C51单片机。

Intel公司的MCS-51系列单片机以其面市早、控制能力强和性能价格比高等特点最先在中国得到推广应用，在国内有着很大的影响。随着单片机应用领域的不断扩大，世界各大半导体公司相继推出与MCS-51相兼容或相类似的单片机系列，使以MCS-51为内核的单片机功能更强，使用更方便。现采用美国ATMEL公司的8位的89系列单片机。AT89C51单片机是89系列中的标准型产品，它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性技术，其输出引脚和指令系统都与MCS-51系统兼容，因此，AT89C51单片机是一种功能强、灵活性高的单片机。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
本系统拟以AT89C51单片机扩展了三片DAC0832数模转换器进行数字量到模拟量的转换，产生三相信号。通过A/D转换器ADC0809对三相信号进行采样处理，从而调整三相信号的电压幅度。系统通过键盘进行各功能的设定，并通过4位数码显示器显示出频率、相位、幅度、波形。

本文拟介绍本系统的工作原理，硬件和软件的设计原理和思路，并叙述了硬件的组装调试和软件的调试。

本系统分为硬件和软件2部分。其中硬件设计包括：单片机的选择、输入/输出接口的扩展、D/A接口的扩展、A/D接口的设计、键盘接口的设计、时钟及复位电路、显示器接口的设计、可靠性及抗干扰措施；
软件设计包括：运行状态主程序的设计、键输入程序的设计、定时器中断服务程序的设计、二进制整数转换十进制BCD码的设计、定时器时间常数与频率对应关系、正弦函数表的生成方法。

三、研究步骤、方法及措施：
1、总体方案的选择、确立 2、芯片的选择，硬件的设计 3、软件的设计 4、硬件、软件的调试 5、思维的完善，论文的撰写 四、参考文献 [1]康华光．电子技术基础[M]．高等教育出版社，2002年． [2]眭碧霞．单片机及其应用[M]．西安电子科技大学，2000年． [3]BUSHBY S T．A standard communication infrastructure for intelligent Buildings[J]．Automation in Construction，1997，6：529～540． [4]CHOY C S．An infra-red remote control system designed for universal control[J]．Consumer Electronics，1995，11：1089～1094． [5]顾滨等．单片微计算机原理 开发及应用[M]．高等教育出版社，2000年． [6]中国集成电路大全编写委员会．中国集成电路大全[M]．国防工业出版社，1990年． [7]李华等．MCS-51系列单片机应用接口技术单片机应用从零开始[M]．北京航空航天大学出版社，2001年． [8]徐安等．单片机原理及应用[M]．北京希望电子出版社，2003年． [9]清源计算机工作室．Protel 99SE原理图与PCB设计[M]．机械工业出版社，2002年． [10]李朝青．单片机原理及接口技术[M]．北京航空航天大学出版社，2003年． [11]邹丽新．单片微型计算机原理[M]．苏州大学出版社，2001年． [12]李光飞、楼然苗．单片机课程设计实例指导[M]．北京航空航天大学出版社，2003年． [13]李东生．PROTEL99SE电子设计技术入门与应用[M]．电子工业出版社，2002年．