1. 研究目的与意义（文献综述）

正弦信号系统是在电子电路设计、自动控制系统和仪表测量校正调试中应用很多的一种信号系统和信号源，属于数字信号发生器。而正弦信号是一种频率成分最为单一的常见信号，任何复杂信号(例如声音信号)都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的叠加，而且通过比较器、积分器、微分器等模拟电路，正弦信号可以很方便地与三角波、方波等其他波形进行相互转化，有利于电子电路的设计和直接利用。正弦信号系统广泛地应用在电子技术试验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域的信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。

产生正弦信号有很多方法，目前国内外主流方法按是否需要编程来分，主要分为俩大类：一种是利用电感和电容的充放电振荡电路产生正弦波，即纯硬件电路产生正弦波，这种方法电路简单，易于实现，成本也较低，但是由于元器件的分散性及环境条件的改变等因素，容易致使波形频率易产生偏差，且其频率较低，工作状态易产生波动，不易于调试；另一种就是利用例如dsp、fpga、cpld和单片机等集成芯片或者器件来通过编程产生正弦波，即软硬件结合产生正弦波，这种方法能够轻松实现各种需要的波形的输出，而且控制简单，应用广泛，成熟案例众多。而本次毕业设计需要设计一个正弦信号系统，所以综合考虑采用软件硬件结合的方式来产生正弦波，来设计这个正弦信号系统。

本次毕业设计的正弦信号系统以舰船通信为大背景，随着嵌入式系统与通信网络技术的迅猛发展，舰船通信对于控制系统可靠性要求的逐年增高，dds技术中出现的模拟信号无疑会降低系统的可靠性，所以综合考虑毕业设计的背景和主要目的，采用pwm波形进行控制设计。pwm控制的设计系统的输出信号具有以下特点：稳定性和平滑性都很好，且相应的参数调节方便；这种信号产生方式与传统的信号相比具有较高的频率分辨率，且易于实现频率相位幅度的数控调制。相比于dds技术，pwm方式的主要优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换，能进一步提高信号的抗干扰能力，可广泛应用在测量、通信及功率控制与变换等领域中。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计的基本内容是设计一个基于stm32f4的pwm正弦信号系统，并另外设计方波、正弦波和三角波三种波形的变换电路，以达到一种电路可以产生多种频率幅值可调的波形的效果，增加毕业设计的创新性。

本次毕业设计的目标为成功设计一个基于stm32f4单片机的pwm正弦信号系统以及三种波形变换电路，总体框图如图1所示：

图1 总体框图

3. 研究计划与安排

第1～2周： 查阅文献，翻译外文资料，初步确定设计方案；

第3周： 确定最终方案，进行可行性分析，并完成开题报告；

第4～5： 确定整体硬件框图和软件流程图，学习硬件仿真软件和芯片开发环境

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 洪俊峰,卜文强,张榕鑫,程恩,袁飞. 基于stm32pwm的正弦信号发生器设计[j].合肥工业大学学报(自然科学版). 2014(02)

[2] 杨居朋,王军民,刘迪仁. 光电技术应用.基于线性光耦hcnr201双极性信号隔离电路[j]. 2009(06)

[3] 王立刚,建天成,牟海维,刘强,付天舒.基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计[j]. 大庆石油学院学报. 2009(02)