【正文】 如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。（4）豐富的資源：仿真元器件：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫。該軟件具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 } }else KEY1=1,KEY2=1,KEY3=1,KEY4=1,KEY5=1,KEY6=1,KEY7=1,KEY8=1。 case 0xdb:P3=0x02。 case 0x7d:KEY8=0。 case 0xdd:KEY6=0。 case 0x7e:KEY4=0。 case 0xde:KEY2=0。 P2=t。 t=tamp。 P0=t3 + t4*16。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 case 0xbb:P3=0x04。開始選擇初始波形波形切換返回 波形選擇流程圖波形選擇具體程序段：switch(k) {case 0xeb:P3=0x01。 P0=t3 + t4*16。 P0=t3 + t4*16。 P0=t3 + t4*16。 P0=t3 + t4*16。 幅值調(diào)節(jié)子程序設(shè)計(jì)幅值調(diào)節(jié)AD603實(shí)現(xiàn)的幅值的程序控制，AD603的控制電壓由單片機(jī)通過控制DAC0832的輸出電壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)AD603的控制端的控制，從而改變幅值。 t2=t21。 t2=t2+1。 t1=t11。 t1=t1+1。以下是本設(shè)計(jì)總的信號(hào)流程圖，主要是實(shí)現(xiàn)信號(hào)波形選擇、信號(hào)幅值調(diào)節(jié)和信號(hào)頻率調(diào)節(jié)等功能。在設(shè)計(jì)中盡量采用了典型電路，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。讀入P2口的狀態(tài)來判別。 鍵盤控制模塊 軟件需要實(shí)現(xiàn)的主要功能是檢測(cè)鍵盤的輸入，更具輸入結(jié)果選擇相應(yīng)的波形信號(hào)。其中VEE可以接負(fù)電壓，也可以接地。例如，若VDD=+5V，VSS=0，VEE=，則0～～。(10v~+10v) AGND : 模擬地,摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地. DGND : 數(shù)字地,兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好. DAC0832的工作方式：根據(jù)對(duì)DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。 Rfb : 反饋信號(hào)輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. Vcc : 電源輸入線 Iout1 :電流輸出線。 CS ：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。 DAC0832引腳圖D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/： 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器圖中S0S3為模擬開關(guān)，由輸入數(shù)碼Di控制，當(dāng)Di=1時(shí)，Si接運(yùn)算放大器反相輸入端（虛地），電流Ii流入求和電路；當(dāng)Di=0時(shí)，Si將電阻2R接地。它是美國(guó)ADI公司的專利產(chǎn)品，是一個(gè)低噪、90MHz帶寬增益可調(diào)的集成運(yùn)放，如增益用分貝表示，則增益與控制電壓成線性關(guān)系，壓擺率為275V/μs。5 V電源時(shí)功耗為125mW。 AD603簡(jiǎn)介AD603是一款低噪聲、電壓控制型放大器，用于射頻(RF)和中頻(IF)自動(dòng)增益控制(AGC)系統(tǒng)。而AD603的輸出電壓最大值為5V ，最小值為0V。 幅值控制模塊的原理。 單片機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 頻率控制模塊 頻率與接入ICL8038的電容有關(guān)，電容越大頻率越小，再此利用單片機(jī)控制接入電容的大小來調(diào)節(jié)信號(hào)輸出的頻率。RXD端和TXD端接A0和A1，控制波形的類型。以上是單片機(jī)AT89C52的基本資料，接下去介紹本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)控制電路，：如圖所示，單片機(jī)下邊的一個(gè)是晶振電路，另外一個(gè)是復(fù)位電路，它是單片機(jī)正常工作的必要電路。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。 　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 　　GND：接地。5個(gè)中斷源 　　三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 　　4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器 　　，它將計(jì)算機(jī)的功能都集成到這個(gè)芯片內(nèi)部去了，就這么一個(gè)小小的芯片就能構(gòu)成一臺(tái)小型的電腦，因此叫做單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。相對(duì)而言，單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求不高，且價(jià)格相對(duì)低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。下圖為一個(gè)調(diào)節(jié)輸出正弦波失真度的典型應(yīng)用，其中第1腳調(diào)節(jié)振蕩電容充電時(shí)間過程中的非線性逼近點(diǎn)，第12腳調(diào)節(jié)振蕩電容在放電時(shí)間過程中的非線性逼近點(diǎn)，在安裝調(diào)試中，我們選用兩只100K的多圈精密電位器，反復(fù)調(diào)節(jié)，達(dá)到了很好效果的方波占空比調(diào)節(jié)、正弦波和三角波的對(duì)稱調(diào)節(jié)。在初始階段我們用以下幾種由內(nèi)部供給偏置電壓調(diào)節(jié)的接線圖對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試，觀察其特性。一般說來，逼近點(diǎn)越多得到的正弦波效果越好，失真度也越小，在本芯片中N＝4，失真度可以小于1。因此，對(duì)兩個(gè)恒流源在I和2I電流不對(duì)稱的情況下，可以循環(huán)調(diào)節(jié)，從最小到最大，任意選擇調(diào)整，所以，只要調(diào)節(jié)電容器充放電時(shí)間不相等，就可獲得鋸齒波等函數(shù)信號(hào)。由于恒流源2的工作電流值為2I，是恒流源1的2倍，電容器處于放電狀態(tài)，在單位時(shí)間內(nèi)電容器端電壓將線性下降，當(dāng)電容電壓下降到比較器2的輸入電壓規(guī)定值的1／3倍時(shí)，比較器2狀態(tài)改變，使觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)回到原來的狀態(tài)，這樣周期性的循環(huán)，完成振蕩過程。三角波經(jīng)正弦波變換器變成正弦波后由腳2輸出。而觸發(fā)器輸出的方波經(jīng)緩沖器輸出到腳9。而電流源I1則向外接電容C充電，使電容兩端電壓VC隨時(shí)間線性上升，當(dāng)VC上升到VC=2VR/3時(shí)，比較器C1輸出發(fā)生跳變，使觸發(fā)器輸出端Q由低電平變?yōu)楦唠娖?，控制開關(guān)S使電流源I2接通。 ICL8038內(nèi)部原理圖 ICL8038內(nèi)部原理電路圖ICL8038是單片集成函數(shù)發(fā)生器，其內(nèi)部原理電路框圖如圖31。（4）矩形波占空比的調(diào)節(jié)范圍很寬，D=1%99%，由此可獲得窄脈沖、寬脈沖或方波。頻率溫漂僅50ppm/℃(1ppm=106)。5177。輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制。之后是各個(gè)模塊的簡(jiǎn)介，簡(jiǎn)單介紹各個(gè)模塊的功能，最后是軟件編程。（4）頻率控制電路：通過按鍵實(shí)現(xiàn)接入ICL8038的電容的選擇，從而實(shí)現(xiàn)頻率的改變。然后檢測(cè)鍵盤的按鍵：如果是波形類型變換的按鍵按下，則轉(zhuǎn)換波形種類；如果是頻率改變的按鍵按下，改變輸出頻率；如果是幅值變換的按鍵按下，則改變放大器的反饋電阻，實(shí)現(xiàn)幅值的變化。（4）波形選擇模塊：通過控制輸出口，實(shí)現(xiàn)正弦波、三角波、方波的輸出 。在設(shè)計(jì)時(shí)分塊來做，按照波形選擇模塊、頻率控制模塊、幅值控制模塊、鍵盤控制模塊四個(gè)電路模塊設(shè)計(jì)。我們?cè)O(shè)計(jì)能輸出正弦波、方波、三角波。根據(jù)以上比較，采用方案二。方案三：采用單一放大電路，該方式能得到可調(diào)連續(xù)的幅值變化，但還得需要進(jìn)行峰值檢測(cè)，反饋給單片機(jī)輸出幅值信號(hào)，方法比較繁瑣。根據(jù)以上比較采用方案二。方案二：采用專用波形IC芯片（如MAX038或ICL8038）實(shí)現(xiàn)，通過改變外圍電路參數(shù)設(shè)置輸出信號(hào)的頻率。2 信號(hào)發(fā)生器的總體方案設(shè)計(jì) 信號(hào)發(fā)生器的方案選擇本設(shè)計(jì)的核心問題是信號(hào)的控制問題，其中包括信號(hào)選擇、信號(hào)頻率控制以及信號(hào)幅值的控制。第四章為信號(hào)發(fā)生器的軟件設(shè)計(jì)。第二章為信號(hào)發(fā)生器總體方案設(shè)計(jì)。而且外形尺寸與價(jià)格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。在民用方面，VXI模塊遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如臺(tái)式儀器更為方便。目前可以利用可視化編程語言(如Visual Basic ,Visual C 等等)編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計(jì)算機(jī)顯示屏上輸入任意波形，來實(shí)現(xiàn)波形的輸入。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。HP8770A實(shí)際上也只能產(chǎn)生8 中波形，而且價(jià)格昂貴。同時(shí)，主要表現(xiàn)為兩個(gè)突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。 波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和用戶定義信號(hào)，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點(diǎn)。用集成電路實(shí)現(xiàn)的信號(hào)波形發(fā)生器與其它信號(hào)波形發(fā)生器相比，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，都有了很大的提高。隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很方便地構(gòu)成各種信號(hào)波形發(fā)生器。信號(hào)發(fā)生器作為一種常見的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路經(jīng)之一，不用依靠。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會(huì)大大增加。這個(gè)時(shí)期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，而且模擬器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大、價(jià)格貴、功耗大等缺點(diǎn)，并且要產(chǎn)生較為復(fù)雜的信號(hào)波形，則電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。 90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價(jià)格的函數(shù)發(fā)生器、但是HP公司推出了型號(hào)為 HP770S的信號(hào)模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成。由上面的產(chǎn)品可以看出，函數(shù)波形發(fā)生器發(fā)展很快近幾年來，國(guó)際上波形發(fā)生器技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）過去由于頻率很低應(yīng)用的范圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發(fā)生器能應(yīng)用于越來越廣的領(lǐng)域。從而促進(jìn)了函數(shù)波形發(fā)生器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)語言的飛速發(fā)展也對(duì)任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)起到了推動(dòng)作用。由于VXI總線的逐漸成熟和對(duì)測(cè)量?jī)x器的高要求，在很多領(lǐng)域需要使用VXI系統(tǒng)測(cè)量產(chǎn)生復(fù)雜的波形，VXI的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性，但由于開發(fā)VXI模塊的周期長(zhǎng)，而且需要專門的VXI機(jī)箱的配套使用，使得波形發(fā)生器VXI模塊僅限于航空、軍事及國(guó)防等大型領(lǐng)域。這些新一代臺(tái)式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。主要介紹信號(hào)發(fā)生器的背景及意義，波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r，本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排。主要包括信號(hào)波形產(chǎn)生電路，單片機(jī)控制電路，頻率控制電路，幅值控制電路，鍵盤電路及波形選擇電路的設(shè)計(jì)。對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，提出設(shè)計(jì)所取得的成效和不足。但是該電路對(duì)電阻和電容的要求較高，工作很不穩(wěn)定。該方式能實(shí)現(xiàn)各種波形，且能達(dá)到各個(gè)頻率，但成本較高。該方式線路簡(jiǎn)單，編程方便，可實(shí)施性強(qiáng)。方案二：改變接入電路的電容大小，可以通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)，且容易通過編程顯示頻率。另外由于該芯片具有調(diào)頻信號(hào)輸入端, 所以可以用來對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制。波形選擇AT89C52單片機(jī)控制系統(tǒng)4*4鍵盤模塊 幅值調(diào)節(jié)ICL8038函數(shù)信號(hào)發(fā)生器頻率調(diào)節(jié) 系統(tǒng)模塊圖本次設(shè)計(jì)所研究的就是所需要的某種波形輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在通過D/A轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)部分的轉(zhuǎn)換輸出一組連續(xù)變換的05V的電壓脈沖值。（3）頻率控制模塊：通過單片機(jī)控制接入電路的電容的組合，改變輸出信號(hào)頻率的大小。（3）通過按鍵能實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié) 軟件總體方案軟件設(shè)計(jì)程序的基本思路是：程序開始，先初始化。（3）幅值控制電路：通過檢測(cè)按鍵，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸出數(shù)字量的改變，同時(shí)改變DAC0832輸出的模擬量，從而改變輸出波形的幅值。主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：首先是信號(hào)發(fā)生器的方案選擇，通過比較實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器的各種方案的比較：例如信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)幅值調(diào)整模塊和頻率調(diào)整模塊等的比較中，選擇出最好的一種實(shí)現(xiàn)方式；然后簡(jiǎn)單介紹波形發(fā)生器的核心器件ICL8038的信息，畫出信號(hào)發(fā)生器的硬件框圖。本設(shè)計(jì)主要基于函數(shù)發(fā)生器芯片ICL8038產(chǎn)生波形,該芯片是一種具有多種波形輸出的精密振蕩集成電路, 只需調(diào)整個(gè)別的外部元件就能產(chǎn)生從 ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脈沖信號(hào)。（1）ICL8038電源電壓范圍寬，采用單電源供電時(shí)，V+GND的電壓范圍+10+30V；采用雙電源供電時(shí)，V+V的電壓可在177。（2）振蕩頻率范圍寬，頻率穩(wěn)定性好。%。此外8038還能實(shí)現(xiàn)FM調(diào)制，掃描輸出。當(dāng)觸發(fā)器的Q端輸出為低電平時(shí)，它控制開關(guān)S使電流源I2斷開。如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，若I2=2I1，vc上升時(shí)間與下降時(shí)間相等，就產(chǎn)生三角波輸出到腳3。而觸發(fā)器輸出的方波經(jīng)緩沖器輸出到腳9。當(dāng)觸發(fā)器的狀態(tài)使恒流源2處于關(guān)閉狀態(tài)，電容電壓達(dá)到比較器1輸入電壓規(guī)定值的2／3倍時(shí)，比較器1狀態(tài)改變，使觸發(fā)器工作狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，將模擬開關(guān)K由B