【正文】 形發(fā)生器設(shè)計 ............................................................ 33 167。 單片機(jī)最小系統(tǒng)及 I/O 擴(kuò)展模塊 .................................. 33 167。 波形產(chǎn)生及調(diào)幅模塊 ..................................................... 34 167。 調(diào)頻模塊 ......................................................................... 35 167。 SRAM 模塊 ...................................................................... 36 167。 按鍵模塊 ......................................................................... 37 167。 串行通信和供電模塊 ..................................................... 38 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ....................................................................... 39 167。5 .1 系統(tǒng)軟件編程語言方案設(shè)計 ................................................ 39 167。 程控波形發(fā)生器軟件設(shè)計 .................................................... 40 167。 主程序 ............................................................................. 40 167。 按鍵子程 序 ..................................................................... 40 167。 顯示子程序 ..................................................................... 41 167。 波形子程序 ..................................................................... 42 167。 定時器中斷子程序 ......................................................... 43 167。 硬件波形發(fā)生器軟件設(shè)計 .................................................... 45 167。 主程序 ............................................................................. 45 167。 波形子程序 ..................................................................... 46 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） VI 167。 數(shù)模轉(zhuǎn)換子程序 .............................................................48 第 6 章 PCB 設(shè)計與系統(tǒng)調(diào)試 ...........................................................49 167。 PCB 設(shè)計 .................................................................................49 167。 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................................................50 167。 程控波形發(fā)生器仿真結(jié)果 .............................................50 167。 硬件波形發(fā)生器仿真結(jié)果 .............................................54 167。 系統(tǒng)誤差測試及分析 .............................................................58 167。 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)情況 .................................................................59 167。 經(jīng)濟(jì)分析報告 .........................................................................61 結(jié) 論 ..................................................................................................62 參考文獻(xiàn) ..............................................................................................63 致 謝 ..................................................................................................65 附 錄 A .............................................................................................66 附 錄 B .............................................................................................67 附 錄 C .............................................................................................68 附 錄 D .............................................................................................85 附 錄 E .............................................................................................95 附 錄 E .............................................................................................95 附 錄 E .............................................................................................97 附 錄 F..............................................................................................98 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） VII 符號說明 Hz 赫茲，頻率單位 KHz 千赫， 1 千赫 (KHz)= 1103 赫茲 (Hz) MHz 兆赫， 1 兆赫 (MHz)= 1103 千赫 (KHz) GHz 吉赫， 1 吉赫 (GHz)= 1103 兆赫 (MHz) V 伏特，電壓單位 ? 歐姆，電阻單位 K? 千歐， 1 千歐 (K? )= 1103 歐姆 (? ) F 法拉，電容單位 ? F 微法， 1 法拉 (F)= 1106 微法 (? F) pF 皮法， 1 微法 (? F)= 1106 皮法 (pF) s 秒，時間單位 ms 毫秒， 1 秒 (s)= 1103 毫秒 (ms) ? s 微秒， 1 毫秒 (ms)= 1103 毫秒 (? s) R/RES Resistance，電阻 C/CAP Capacitance，電容 SW 撥碼開關(guān) RV 滑動變阻器 Crystal 石英晶振 ROM Read only memory，只讀存儲器 RAM Random access memory，隨機(jī)存儲器 SRAM Static RAM，靜態(tài)隨機(jī)存儲器 CPU Central Processing Unit，中央處理器 D/A Digital/Analog，數(shù) /模轉(zhuǎn)換 DAC Digital/Analog Converter，數(shù)模轉(zhuǎn)換器 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 波形發(fā)生器作為信號源廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、自動控制和科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域。雷達(dá)、通信、宇航、遙控遙測技術(shù)和電子系統(tǒng)等領(lǐng)域都隨處可見波形發(fā)生器的應(yīng)用。從上世紀(jì) 20 年代起，世界上對于波形發(fā)生器的研究與改進(jìn)從未間斷過，到現(xiàn)今已經(jīng)研制出了用于不同頻域的各種高性能的波形發(fā)生器。但是我國對波形發(fā)生器的研究起步較晚，國內(nèi)市場上波形發(fā)生器種類匱乏，價格昂貴，且多用于航天軍事等領(lǐng)域。在這種情況下，在實(shí)際工業(yè) 應(yīng)用中往往需要設(shè)計人員自行設(shè)計出所需的波形發(fā)生器，帶來不必要的工程開銷。所以說研制一種功能齊全、使用方便的波形發(fā)生器十分重要。 本文介紹了兩種基于 89C51 單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 產(chǎn)生所需波形的波形發(fā)生器設(shè)計方案，兩種方案各有千秋，可以滿足不同領(lǐng)域?qū)Σㄐ伟l(fā)生器的需求。其中，程控波形發(fā)生器設(shè)計方案運(yùn)用單片機(jī)執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，再由單片機(jī)通過定時器定時控制將波形數(shù)據(jù)送給 DAC 轉(zhuǎn)換輸出波形，由于軟件的限制產(chǎn)生波形的上限頻率受到限制無法在本方案內(nèi)尋求突破方法。本方案擴(kuò)展有 LED 顯示模塊和鍵盤模塊，且可以實(shí) 現(xiàn)頻率和幅值的連續(xù)可調(diào)，具有良好的人機(jī)交互性，因此在低頻需求的教學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。硬件波形發(fā)生器設(shè)計中，單片機(jī)執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)或從上位機(jī)接受波形數(shù)據(jù)寫入外部 RAM 中，然后由外部電路控制從 RAM 中取出波形數(shù)據(jù)送于 DAC 轉(zhuǎn)換輸出波形，本方案雖然無法像程控方案那樣方便的調(diào)節(jié)波形信息，但是可以產(chǎn)生高頻波，且具有良好的可升級性，可以用于對高頻信號需求的領(lǐng)域。 本次設(shè)計運(yùn)用 Keil c 軟件采用 C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計，使用仿真軟件Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)功能校驗(yàn)，并使用 Protel 軟件制作印刷電路板（ PCB）。 本文著重介紹了在設(shè)計過程中的方案選擇以及兩種硬件和軟件電路的設(shè)計，也對設(shè)計所使用的芯片及功能進(jìn)行簡要介紹，并對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行誤差和經(jīng)濟(jì)性分析說明系統(tǒng)的可行性。另外在文章中，還分散對兩種設(shè)計方案的原理、特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)方式、性能比對和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行說明。以便于讀者能夠通過本篇文章對本次設(shè)計全面理解。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第 1章 緒論 167。 選題背景 波形發(fā)生器又名信號源，廣泛應(yīng)用于電子電路、自動控制和科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域。雷達(dá)、通信、宇航、遙控遙測技術(shù)和電子系統(tǒng)等領(lǐng)域都隨處可見波形發(fā)生器的應(yīng)用。如今作為電子系統(tǒng) ―心臟 ‖的信號源的性能很大程度上決定了電 子設(shè)備和系統(tǒng)的性能的提高。因此隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)今對信號源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度和頻率范圍以及信號波形的形狀提出越來越高的挑戰(zhàn)。 167。 波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r 早在上世紀(jì) 20 年代就出現(xiàn)了作為測量儀器的波形發(fā)生器 [1]。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，波形發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了從定性分析的測試儀器到用于測試接收機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)波形發(fā)生器的轉(zhuǎn)變。早期的波形發(fā)生器的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，功率較大，因此發(fā)展緩慢。伴隨著晶體管的問世所帶來的電子領(lǐng)域的巨大變革，于 1964 年研制出了第一臺全晶體管的波形發(fā)生器。 自 60 年代以來波形發(fā)生器有了迅速的發(fā)展，這個時 期的波形發(fā)生器運(yùn)用模擬電子技術(shù)，由分立元件和模擬集成電路構(gòu)成。這種波形發(fā)生器電路尺寸大，價格貴，功耗高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一，且由于模擬器件存在漂移輸出波形的幅度穩(wěn)定性差。所以模擬技術(shù)的波形發(fā)生器的發(fā)展在后期也受到了一定的制約。 70 年代隨著微處理器的出現(xiàn)，波形發(fā)生器的設(shè)計開始往數(shù)字電子技術(shù)方面進(jìn)軍。這時的波形發(fā)生器主要運(yùn)用軟硬件結(jié)合的方法從而可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的功能。但是由于這時期的設(shè)計主要采用軟件去實(shí)現(xiàn)程控波形的功能，所以也就帶來了一些問題，即由于 CPU 工作頻率的制約使得設(shè)計產(chǎn)品只能輸出低頻波形。當(dāng)時專用于 信號處理的微處理器時鐘頻率只有 12MHz， A/D 和D/A 一般為 8 位，且內(nèi)部存儲容量也很小。所以實(shí)際上能夠產(chǎn)生波形的有效頻寬不會超過 1MHz，再去考慮波形的平滑度和失真度，重復(fù)頻寬不會超過河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 10KHz。 80年代后期才真正克服軟件的問題出現(xiàn)了幾種高性能的函數(shù)發(fā)生器。其中最具代表性的是 HP 公司推出的 HP70S 信號模擬