【正文】 本文介紹了一種基于單片機(jī)控制的多功能信號(hào)發(fā)生器，它采用 MAX038 與單片機(jī)結(jié)合的方法，通過 Protel99 軟件進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)及仿真，采用 C 語言編程，結(jié)合軟件控制信號(hào)產(chǎn)生、變化，頻率測(cè)量及顯示的流程，整個(gè)信號(hào)發(fā)生器以單片機(jī)（ AT89C52）為控制中心，主要由 穩(wěn)壓電源模塊、按鍵電路模塊、 LED顯示模塊、波形生成模塊、功率放大模塊、整形電路 、 分頻電路模塊等組成 ． 本設(shè)計(jì)基本達(dá)到初期的設(shè)計(jì)要求，可以產(chǎn)生 1HZ1MHZ 的可人工調(diào)節(jié)頻率及占空比的三角波、正弦波、方波及矩形波，對(duì)于產(chǎn)生的波形信號(hào)，通過功率放大電路對(duì)輸出波形信號(hào)的幅度、波形穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)控、同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)頻率及占空比的測(cè)量，并且可以顯示出來，由于本多功能信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號(hào)頻帶相對(duì)較寬， 先對(duì)功率放大電路的輸出端進(jìn)行整形處理，由于在 12M 晶振下 單片機(jī)所能測(cè)量的頻率最高只能達(dá)到 500kHZ，必須對(duì)整形輸出作 一個(gè)四分頻處理，另外 本設(shè)計(jì)中對(duì)于不同頻率的波形信號(hào)采用了不同的測(cè)量方式，對(duì)于較低頻率的方波，我們通過測(cè)量其周期間接獲得其頻率，而對(duì)于較高頻率的信號(hào)波，則可以直接進(jìn)行測(cè)量，保證了測(cè)量的精度 ．綜上所述，本設(shè)計(jì)能產(chǎn)生頻率范圍為 1HZ1MHZ 的 正弦波、三角波、方波、矩形波，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻率、占空比及幅度的調(diào)節(jié)以及精確測(cè)量并且最終得以顯示，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求． 關(guān)鍵詞 ： 多功能信號(hào) ； 單片機(jī) ； MAX038； DESIGN SUMMARY II DESIGN SUMMARY Versatile signal generator able to produce a variety of waveforms such as triangle wave, square wave (including square), sine wave signal generator circuit, the circuit experiments and equipment testing has a very wide range of uses． With the development of technology in all aspects of the signal generator is increasingly demanding． Because the waveform signal generator traditional low accuracy and poor frequency stability characteristics, can not meet the needs of many practical applications． And on the market are expensive low frequency signal generator, in order to meet the actual needs, to design a lowfrequency signal generator． This paper describes a microcontrollerbased control of multisignal generator, which uses a bination of methods MAX038 with microcontroller through Protel99 hardware design and simulation software, using C language programming, bined with software control signal generator, change the frequency measurement and display process, the signal generator to microcontroller (AT89C52) as the control center, mainly by the power supply module, the key circuit module, LED display module, the waveform generating module, a power amplifier module, shaping circuit, frequency divider circuit modules and other ponents． This design has basically reached the initial design requirements, you can generate 1HZ1MHZ can manually adjust the frequency and duty cycle of the triangular wave, sine wave, square and rectangular wave, the waveform signal generated by the power amplifier circuit of the output waveform signal amplitude , waveform control stability, while achieving the output signal frequency and duty cycle measurements, and can be displayed, since the multisignal generated by the signal generator is relatively wide frequency band, the first output of the power amplifier circuit side shaping process, since the 12M crystal oscillator frequency can be measured under the chip can only reach 500kHZ, you must make a divideshaped output processing, in addition to this design for different frequency waveform signal uses a different measurement methods, for more Lowfrequency square wave, we obtained indirectly by measuring the frequency of its period, and for the higher frequency signal waves, can be measured directly, to ensure accuracy of measurement． In summary, the design can produce a frequency range of 1HZ1MHZ sine wave, triangle wave, square wave, rectangular wave, while achieving the right frequency, duty cycle and amplitude adjustment, and accurate measurement and eventually be displayed, reaches the design requirements． Keywords： Multifunctional signal。 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 級(jí)加密位 70%． VFADJ 控制外部電容 CF充、放電電流的比值，當(dāng) VDADJ=0V 時(shí)，波形的占空比為 50%； 當(dāng) VDADJ=177。 // MAX038 的波形選擇位 A1 void delay()。 // 發(fā)全 0 行掃描碼 if ((P1amp。0xf0)|0x0f。 unsigned int count_1s。 //取出 十萬 位字節(jié) dispbuf[4]=(n/10000)%10。i4。j200。j200。 //取出十位字節(jié) dispbuf[0]=n%10。i4。 // 無鍵按下，返回值為 0 } includereg52． h bit timeint0,timeint1。 while((scancodeamp。i0。2 ． 3V 將使頻率偏移或引起不穩(wěn)定 ． 為產(chǎn)生一定占空比而加在 DADJ 上的電壓為： ( 5 0 % ) 0 . 0 5 7 5D A D J CVD? ? ? （ 37） 對(duì)雙極性輸出的 D/A 轉(zhuǎn)換器，基準(zhǔn)電源為 2． 3V 時(shí)， MAX505 接受數(shù)據(jù)與占空比的關(guān)系式為： 12 8 ( 1 / 2. 3 ) 12 9. 6 3. 2D A D J CD V D? ? ? ? （ 38） 其中： VDADJ 為 DADJ 引腳上的電壓， DC為占空比 ． 這樣可完成激勵(lì)信號(hào)的占空比設(shè)置 ． 調(diào)整 CF的充放電時(shí)間，在 10%～ 90%的范圍內(nèi)調(diào)整振蕩器輸出的三角波，最終產(chǎn)生失真的正弦波，鋸齒波和脈沖波 ． 這三種波形同時(shí)送入混合器，由 A0， A1 選擇輸出 ． 所以為簡(jiǎn)單起見，關(guān)于占空比調(diào)節(jié)和頻率調(diào)整，可采用外部電位器調(diào)整控制 ． 調(diào)節(jié)頻率調(diào)整電路的電位器，改變 MAX038 輸入端 IIN 的電流大小，從而改變頻率值 ； 調(diào)節(jié)占空比調(diào)節(jié)電路中的電位器，改變 MAX038 輸入端 DADJ 的電壓大小，從而改變占空比 ． 接在 REF(+2． 5 V)和 FADJ 之間的可變電阻 RF 還提供了一個(gè)方便的人工調(diào)整頻率的方法 ． RF 的取值如下： 25 0/)( V F A D JVREFRF ?? μA （ 39） 例如，如果 VREF 取 2． 0 V(+58． 3％偏移 )，則 RF=[+2． 5(2． 0)]／ 250μA=18 kΩ． 接在 REF(+2． 5 V)和 DADJ 之間的可變電阻 RD 提供了一個(gè)方便的人工調(diào)整占空比的方法 ． RD 的取值如下： 25 0/)( V D A D JV R E FRD ?? μA． （ 310） 例如，如果 VDADJ 取 1． 5 V(23％占空比 )，則 RD=[+2． 5(1． 5)]／ 250μA=16 kΩ． 下圖的芯片為 Maxim 公司的信號(hào)發(fā)生芯片 MAX038，其波形選擇引腳 A0 和 A1 與單片機(jī)的 P2． 0 和 P2． 1 引腳相連，在單片機(jī)的控制下輸出正弦波、矩形波和三角波 3 種不同的波形，波形的頻率和幅值可以通過外部的可變電阻進(jìn)行調(diào)節(jié) ． OUT 為 MAX038 的信號(hào)波形輸出，送至 功率 放大電路 ． 另外 MAX038 的外圍硬件電路圖如 圖 38 所示： 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 38 MAX038 外圍硬件電路 穩(wěn)壓電源電路 穩(wěn)壓電源是單片機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為測(cè)控系統(tǒng)提供多路電源電壓，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性能 ． 本機(jī)使用三種共地電源：－ 15V， +12V，－ 12V， +5V，－ 5V 硬件設(shè)計(jì)中采用自帶穩(wěn)壓電源方式， 整流濾波后的電壓是不穩(wěn)定的電壓，在電網(wǎng)電壓或負(fù)載變化時(shí)，該電壓都會(huì)產(chǎn)生變化，而且紋波電壓又大 ． 所以，整流濾波后，還須經(jīng)過穩(wěn)壓電路，才能使輸出電壓在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定不變 ． 在這里我們就用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)壓 ,此電源穩(wěn)壓主要采用三端 集成穩(wěn)壓器 781 791 781 7912和 7805， 7905，這種三端固定電壓輸出式集成穩(wěn)壓器，使用簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，且由于內(nèi)部具有過壓過流保護(hù)，使整機(jī)的電源電路穩(wěn)定，性能可靠 [8]． 圖 39 穩(wěn)壓電源模塊電路圖 多功能信號(hào) 發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 15 鍵盤接口設(shè)計(jì) 鍵盤的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種：獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤 ． 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)， I/O 口線浪費(fèi)較大 ． 故只在按鍵數(shù)量不多時(shí)采用這種按鍵電路 ,本次主要介紹設(shè)計(jì)所用的獨(dú)立鍵盤的工作方式 ． 獨(dú)立式鍵盤就是各按鍵 相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵都不會(huì)影響其它的 I/O 口線 ． 在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)， I/O 口線有確定的高電平 ． 本設(shè)計(jì)共用到五個(gè)按鍵，分別為 產(chǎn)生 方波（矩形波）、 產(chǎn)生 三角波、 產(chǎn)生 正弦波、頻率讀數(shù)、占空比讀數(shù)，為了達(dá)到該設(shè)計(jì)的可拓展性，本鍵盤采用了六個(gè)按鍵的獨(dú)立模式，獨(dú)立式鍵盤與單片機(jī)的接口電路如圖 310 所示： 圖 310 獨(dú)立式鍵盤 功率放大電路 由于 MAX038 的輸出信號(hào)為恒定的 2V（ pp），且輸出電流不高，所以必須在輸出級(jí)至 少有一級(jí)放大電路來提供足夠的輸出電壓和電流，以滿足一般使用要求 ． 以下是放大電