【正文】 來調(diào)整，并且占空比與頻率的調(diào)節(jié)互不干擾。在最后的波形輸出端通過運放放大輸出波形信號；單片機主要控制D/A芯片連接、顯示，最終采用LED數(shù)碼管顯示頻率。此種方案是向DDS芯片寫控制字，通過改變相位累加字來實現(xiàn)，常見的DDS芯片，如AD9954等，只有正弦波輸出，要產(chǎn)生三種波形，需外接波形變換電路。本文設(shè)計函數(shù)發(fā)生器是由軟件和硬件相組合，產(chǎn)生在教學(xué)使用中常見的三種波形信號，即正弦波、方波、三角波三種信號。綜合上述，我設(shè)計了一款面向教學(xué)使用的函數(shù)發(fā)生器。一般來說任意波形發(fā)生器，是一種特殊的信號源，綜合具有其它信號源波形生成能力，因而適合各種仿真實驗的需要。單片機構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性能價格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應(yīng)用，并走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響汽車，處處可見其應(yīng)用。本文設(shè)計了一款基于AT89C51單片機、MAX038芯片實現(xiàn)的函數(shù)發(fā)生器，可以產(chǎn)生頻率、幅度可調(diào)的正弦波、方波、三角波、三種周期性信號，%，頻率可調(diào)范圍為～，矩形波占空比可調(diào)范圍為30%~60%。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)設(shè)計（論文）題目:函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計 專 業(yè): 通 信 技 術(shù) II四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號班級通技062專業(yè)通信技術(shù)設(shè)計題目函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計指導(dǎo)教師姓名職稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式備注講師/工程師高級工程師設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計一個能產(chǎn)生多種函數(shù)波形的信號發(fā)生器，要求該系統(tǒng)具有如下特點和功能：[1]　能產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波，且波形頻率和占空比可調(diào)；[2]　頻率范圍：100Hz～1MHz，連續(xù)可調(diào)；[3]　矩形波占空比：30%～60%，連續(xù)可調(diào)；[4]　輸出電壓：UPP ≥1V。目　錄摘　要 1第1章　緒　論 2　函數(shù)發(fā)生器的發(fā)展 2　函數(shù)發(fā)生器設(shè)計的背景 2　函數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)的特色功能 2第2章　系統(tǒng)設(shè)計 4　方案論證 4　方案選擇 5第3章　單元電路設(shè)計 6　單片機主控模塊 6　I/O擴展模塊 6　D/A轉(zhuǎn)換模塊 7　D/A選擇 7　D/A輸入設(shè)計 8　波形產(chǎn)生模塊 9　增益放大模塊 11　人機接口 11　鍵盤模塊 11　顯示模塊 12　頻率計算模塊 12　電源模塊 13　總體電路 13第4章　軟件設(shè)計 16　流程圖及設(shè)計 16　軟件系統(tǒng)的使用說明 20第5章　調(diào)試 22結(jié)　論 24致　謝 25參考文獻 26附錄1　單片機端口分配表 27附錄2　程序代碼 28附錄3　總電路原理圖 35摘　要函數(shù)信號發(fā)生器作為一種常用的信號源，廣泛應(yīng)用于電子電路、自動控制和科學(xué)研究等領(lǐng)域。該函數(shù)發(fā)生器具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、人機界面友好等特點，在教學(xué)方面具有較高實用價值。因此，使用單片機技術(shù)開發(fā)的函數(shù)發(fā)生器性能更加優(yōu)良，隨著單片機的普遍應(yīng)用，與單片機結(jié)合開發(fā)的函數(shù)發(fā)生器也將得到廣泛應(yīng)用。但為了增強任意波形生成能力，它往往依賴計算機通訊輸出波形數(shù)據(jù)。該函數(shù)發(fā)生器體積小、重量輕、操作簡單。信號輸出的頻率、占空比范圍寬，輸出信號幅度可調(diào)，并且輸出頻率可以顯示，體積小，價格低廉，克服函數(shù)發(fā)生器在教學(xué)使用中的缺點。方案二：采用單片機結(jié)合MAX038芯片完成設(shè)計?！》桨高x擇第一種方案采用晶體振蕩器作為時鐘，因此，頻率穩(wěn)定度很好，但均需外接波形變換電路，通常采用二極管電阻網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)正弦波到三角波變換，且還須外接多個VCO，所以電路較復(fù)雜；第二種方案采用單片機結(jié)合MAX038芯片設(shè)計函數(shù)發(fā)生器。在硬件的使用上充分利用單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)，而且還有可擴展的部分。AT89C51單片機與MCS51系列單片機產(chǎn)品兼容，采用了Flash存儲器結(jié)構(gòu)，可以在線下載程序，易于日后的升級。圖31　單片機主控模塊　I/O擴展模塊該模塊主要完成單片機的輸入輸出口的擴展，并以此模塊驅(qū)動顯示。2．8255的A口、B口、C口、控制接口的地址分別為0000H、0001H、0002H、0003H，設(shè)無關(guān)位取0。圖32　I/O擴展電路　D/A轉(zhuǎn)換模塊數(shù)模轉(zhuǎn)換器，又稱D/A轉(zhuǎn)換器，簡稱DAC，它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量的器件。DAC0832的應(yīng)用特性：1．DAC0832是微處理器兼容型D/A轉(zhuǎn)換器，可以充分利用微處理器的控制能力實現(xiàn)對D/A轉(zhuǎn)換的控制；2．DAC0832內(nèi)部無參考電壓源，須外接參考電壓源；3．DAC0832為電流輸入型D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時，需要外加轉(zhuǎn)換電路。設(shè)計當(dāng)中DAC0832輸出電壓范圍～，基準電壓為。DAC0832輸入量見表31所示。本設(shè)計采用的是MAXIM公司生產(chǎn)的MAX038芯片，它是一種高頻精密的函數(shù)發(fā)生器，可產(chǎn)生三角波、正弦波、方波，且頻率及占空比可調(diào)。其控制電流由外部信號、和IIN管腳的輸入電流決定。MAX038步進頻率控制電壓由8位DAC0832提供，經(jīng)的電位器接入到IIN引腳。當(dāng)連接電容輸出頻率范圍在到。序號頻段電容步進1～2～3～4～表32　頻段切換4．通過改變FADJ引腳、DADJ引腳上的電壓可以調(diào)節(jié)頻率和占空比。DADJ引腳上的電壓值的變化控制波形的占空比，通常時，則占空比為?！≡鲆娣糯竽K放大電路主要是對MAX038輸出的雙極性電壓信號幅值進行處理，以達到輸出電壓可調(diào)。圖34　放大電路當(dāng)時，；當(dāng)時，放大5倍。74ALS21是一個4輸入與門，當(dāng)沒有按鍵按下時74ALS21輸出高電平，有按鍵按下后輸出低電平，則低電平觸發(fā)了單片機的外部中斷0，從而認為有按鍵按下。由于擴展了I/O口，則七段顯示譯碼器直接接在8255的B口C口上由8255芯片直接驅(qū)動顯示。當(dāng)數(shù)碼管最后一位顯示“D”表示，顯示“E”表示，顯示“F”表示。頻率計算原理見圖37所示。電路對電源的要求較高，采用～變壓器，將交流電變成，經(jīng)橋式整流、電容濾波，再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器CW78M12穩(wěn)壓，輸出直流電壓（W78M12最大輸出電流為）；同樣使用CW79M12穩(wěn)壓輸出負電壓。I/O擴展電容切換MAX038AT89C51單片機DADJ電壓調(diào)節(jié)FADJ電壓調(diào)節(jié)顯示D/A轉(zhuǎn)換74LS74信號放大按鍵 圖38　硬件流程在硬件連接完畢后先檢查是否連接錯誤防止元器件被較大的電流燒毀。通過輸出的電壓大小改變電流的大小，從而控制輸出波形步進頻率。頻段切換需改變MAX038的COSC引腳電容的容量；由于輸出波形的幅度是一個恒定值，通過集成運放來放大輸出信號；對于頻率的顯示則使用AT89C51的定時器和計數(shù)器來計算輸出波形的頻率；步進加鍵和步進減鍵不會進行頻段的選擇，在一個頻段內(nèi)循環(huán)加減，控制DAC0832轉(zhuǎn)換輸出電壓范圍為～。 步進按鍵NY波形按鍵初始化頻率計算正弦波波形輸出判斷按鍵顯示6個81秒后關(guān)閉等待按鍵中斷While（1）顯示等待按鍵中斷是否到1秒開始圖41主程序流程3．鍵盤處理流程采用中斷的方法來設(shè)置鍵盤。4．顯示流程采用動態(tài)顯示從數(shù)組中取出顯示數(shù)字。YN頻率計算顯示等待按鍵中斷是否到1秒圖43　顯示流程5．波形選擇、。頻率步進流程分為步進加（圖44）和步進減（圖45）。在沒有按鍵按下1秒后數(shù)碼管將又一次點亮。步進加鍵（0號鍵）和步進減鍵（1號鍵）不會進行頻段的選擇，并在一個頻段內(nèi)循環(huán)加減。1．軟件調(diào)試在Keil軟件中編寫原程序代碼，對代碼進行格式語法調(diào)試，將其錯誤的進行糾正。如果沒有按鍵按下LED數(shù)碼管將再一次