【正文】 變頻率達到制作信號發(fā)生器的，通過頻率選擇和合成來獲得所需頻率弦振蕩， 作為現(xiàn)在測量的主流設(shè)備，越來越多的大學(xué)已經(jīng)將函數(shù)信號發(fā)生器的制作作為工程實訓(xùn)的課程來制作，通過自己動手制作來了解函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理以及硬件電路的組成，通過也需要同學(xué)在掌握硬件的時候?qū)τ谛盘柊l(fā)生器的軟件也要有相應(yīng)的了解，這樣才可以達到了解函數(shù) 信號發(fā)生器的特點，在單片機的的基礎(chǔ)上制作的函數(shù)信號發(fā)生器，主 要是通程序的編寫來實現(xiàn)其功能的實現(xiàn)，并且還可以通過編寫不同的程序來實現(xiàn)很多的擴展程序，所以優(yōu)點很多，所以我們在制作他時應(yīng)該對于單片機的了解要達到很深的了解，單片機作為高校必要的課程，在現(xiàn)在我國的很多大學(xué)都已經(jīng)將單片機的學(xué)習(xí)作為一門必要的必修課，之所以這么重視單片機這么課程，主要的原因是因為現(xiàn)在很多的電子產(chǎn)品和電子設(shè)備都是基于單片機來完成的，所以在對于單片機的了解這也是密不可分的。 由于全球各國 對于科技發(fā)展的高度重視，對測試的儀器和測試的手段也相應(yīng)的出現(xiàn)了嚴(yán)格的要求， 信號發(fā)生器作為測試儀器最基本的儀器，也是我們必須掌握的最基本的入門設(shè)備，因此開發(fā)和研究信號發(fā)生器是一個重大的意義課題。Lowfrequency generator。 函數(shù)信號發(fā)生器主要是由硬件和軟件兩方面來組成的，在硬件方面選擇單片機電路，穩(wěn)壓電源電路，數(shù)模 轉(zhuǎn) 換電路，顯示電路以及按鍵控制電路等 。 在軟件方面，主要是利用程序來實現(xiàn)五種波形， 在本次設(shè)計中要用到 dxp 軟件進行 PCB 制圖，然后 編寫程序要在 Keil uVision 環(huán)境中編譯，通過 protues 來完成仿真。Keil 1 第一章 前言 課題背景 隨著社會的快速改變，越來越多的電子測量產(chǎn)品出現(xiàn)，信號發(fā)生器在實驗室常用 做 信號源的輸出儀器，他是一種作為電子測量標(biāo)尺的電信號設(shè)備，信號發(fā)生器和示波器，電壓表儀器都是最普通，最基本的，也是利用最為廣泛的基本設(shè)備。 傳統(tǒng)的信號發(fā)生器與現(xiàn)在基于單片機的信號發(fā)生器存在明顯的不足，以前的采用專用芯片，花費高，靈敏度不高。 課題目的 函數(shù)信號發(fā)生器在現(xiàn)在具有十分廣泛的用途，信號發(fā)生 器是通過軟件和硬件的結(jié)合來完成。 課題任務(wù) 任務(wù)要求如下： （ 1）設(shè)計函數(shù)信號發(fā)生器，輸出五種波形。 （ 3） LCD顯示屏上要顯示波形的名稱和頻率的大小。 （ 2） 系統(tǒng)的軟件設(shè)計：軟件電路重要是通過軟件的編程來控制硬件電路實現(xiàn)功能。單片機 AT89C51利用程序來產(chǎn)生正弦、三角和方波等波形，同時按鍵可以控制波形的類型、和控制頻率。最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、晶振電路、使能電路。 其結(jié)構(gòu)圖如圖 所示： 5 圖 DAC0832 內(nèi)部框圖 ： 一個寄存器工作于直通狀態(tài)，另一個工作于受控鎖存器狀態(tài) 【 5】 ?！?177。 78**系列的是輸出正電壓的芯片， 79**是輸出負(fù)電壓的芯片。總的原理圖如下所示： 圖 數(shù)字鐘的原理圖 電源部分 由于需要的電壓有： +5V、 +9V 及 9V，所以電源部分的設(shè)計采用了常用的三端穩(wěn)壓芯片 780 7809 及 7909，可分別輸出電壓為 +5V、 +9V及 9V。 P7 為電源地接口。 鍵：增加頻率。步值鍵分別為正弦波 10Hz，三角波 100Hz，方波 200Hz。 圖 顯示輸出電路圖 D/A 轉(zhuǎn)換輸出部分 與放大電路 由于單片機輸出的是數(shù)字信號，所以為了得到模擬信號 [11]，我們應(yīng)該通過 DAC0832 芯片作為數(shù)碼轉(zhuǎn)換電路 ， 從單片機中輸出的數(shù)字信號經(jīng)過 DAC0832 轉(zhuǎn)換后，由 于信號的幅值比較小，所以需要放大。當(dāng)所有的執(zhí)行完成后，斷電，會回到初始位置。另外兩個開關(guān)可以調(diào)節(jié)頻率， 五 種波形的頻率 變化的間距不同 ，分別為： 正弦波的頻率控制在 10— 50Hz， 每按一次以 10Hz 向上增加 ； 產(chǎn)生 三角波形 的頻率范圍控制在 50— 250Hz， 每按一次以 50Hz 向上增加 ； 產(chǎn)生 方波 波形 的頻率控制在200— 1000Hz， 每按一次以 200Hz 向上增加；產(chǎn)生鋸齒波波形的頻率控制在 100— 500Hz,每按一次以 100Hz向上增加 ；產(chǎn)生梯形波波形的頻率在 50— 250Hz,每按一次以 50Hz向上增加 。通過利用 keil 軟件來編 寫 程序?qū)崿F(xiàn)輸出 正弦波、方波、三角波、鋸齒波、梯形波，利用 DXP 軟件完成原理和 pcb 圖，利用 protues 軟件進行仿真。 在大學(xué)四年我學(xué)習(xí)了本專業(yè)的相關(guān)課題，對于電路，模擬數(shù)字電路比較了解，通 過也學(xué)習(xí)了單片機的基本知識，這也是我選擇這個課題的原因，單片機作為現(xiàn)在這個社會比較熱門的課程在以后的社會工作中有許多的工作崗位都需要對單片機的知識有相關(guān)的了解，所以學(xué)校開設(shè)了單片機這個課程，但是對于單片機這個課程還是有很多的不了解，所以在制作這個課題時，在網(wǎng)上查找了很多有關(guān)單片機的介紹書，同時也查找了很多的國外的期刊和論文來完善單片機知識的不足，通過查找和閱讀這些資料才將課題完成的相對于比較輕松。 最后，謝謝在大學(xué)四年里教過我的老師們， 是你們幫我在大學(xué)學(xué)到了很多，讓我們從大一時 的懵懵懂懂變成了現(xiàn)在可以在社會上獨單一面的人，同時也感謝老師們在我在學(xué)校遇到困難時幫我們解決，謝謝你們的培養(yǎng)，同時也謝謝我的父母，謝謝他們給我機會讓我可以接受高等教育，讓我可以變的知書達理。首先，謝謝我的導(dǎo)師陶 凌 老師，剛剛選擇 這個課題時后面的備注是一個陌生的名字，我懷著好奇，這個老師是一個怎么樣的人，心里忐忑不安直到和導(dǎo)師見面后我才放下心，陶老師是一個對自己學(xué)生很負(fù)責(zé)的人，我記得在我們課題報告提交后，老師在把我在開題報告里都標(biāo)記了錯誤，最細(xì)微的錯誤例如錯別字都標(biāo)注出來了，同時在論文的批改上老師很嚴(yán)厲的監(jiān)督我們完成，我知道老師是對于我的負(fù)責(zé)，所以我也認(rèn)真的修改了老師的意見，在我們做畢業(yè)設(shè)計的期間老師會時刻提醒我們?nèi)ギ厴I(yè)設(shè)計系統(tǒng)完成周記，并且老師也會把學(xué)校的通知在第一時間在群里通知我們，讓我們在這段期間沒有錯過很多事情，所以在此謝謝 我的導(dǎo)師，陶 凌 老師。由于在設(shè)計時我的按鍵功能把波形的改變都集中在一個按鍵這樣按鍵比較反應(yīng)遲鈍，所以可改進的是將一種波形利用一個按鍵來控制，這樣效果會更好。 （以上范圍為能通過示波器正確測得頻率的范圍） 表 頻率測試數(shù)據(jù) 表 正弦波 三角波 方波 鋸齒波 梯形波 液晶顯示值 示波器讀數(shù) 液晶顯示值 示波器讀數(shù) 液晶顯示值 示波器讀數(shù) 液晶顯示值 示波器讀數(shù) 液晶顯示值 液晶顯示值 10 Hz Hz 50 Hz Hz 200 Hz Hz 100 Hz Hz 50 Hz Hz 20 Hz Hz 100 Hz Hz 400 Hz Hz 200 Hz Hz 100 Hz Hz 30 Hz Hz 150 Hz Hz 600 Hz Hz 300 Hz Hz 150 Hz Hz 40 Hz Hz 200 Hz Hz 800 Hz Hz 400 Hz Hz 200 Hz Hz 50 Hz Hz 250 Hz Hz 1000 Hz 1015 Hz 500 Hz Hz 250 Hz Hz 3） 液晶顯示部分基本實現(xiàn)即與軟件仿真顯示的是相同的。 圖 主程序流程圖 波形實現(xiàn)的程序介紹 正弦波的生成 正弦波實現(xiàn)的程序 13 三角波的生成 三角波實現(xiàn)的程序 14 方波的生成 方波實現(xiàn)的程序 鋸齒波的生成 鋸齒波實現(xiàn)的程序 梯形波的生成 梯形波實現(xiàn)的程序 15 第四章 性能測試與分析 輸出波形的種類與頻率測試 1. 測量說明： 用按鍵檢測是否可以實現(xiàn)控制功能，同時用示波器檢測波形的產(chǎn)生。 DAC0832 的工作原理是利用他的單緩沖模式，同時將他與單片機的 P2 管腳相連。 11 液晶 LCD1602 電路 輸出顯示電路 主 要是利用液晶顯示屏 LCD1602 來實現(xiàn)，輸出電路中將電位器與LCD1602 的 VO 腳來實現(xiàn)調(diào)節(jié)屏幕的背光亮度，同時將 LCD1602 的數(shù)據(jù)接口與單片機的 p1口連接來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。鋸齒波 100Hz,梯形波 50Hz。中斷口為 INT0 口。二極管亮紅燈代表 +5V電壓，發(fā)光二極管亮綠燈代表有 9V 電壓，發(fā)光二極管亮黃燈代表有 +9V 電壓。 如圖 所示分別為穩(wěn)壓芯片 780