【正文】 P P P P P P S E NA L E / P R O GE A / V P PP P P P P P P P V C CU3A T 89C 511212m30pFC130pFC210KR110uFC3V C CV C C12J P ?H e a de r 2V C C 圖 31：單片機(jī)最小系統(tǒng) 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源 GND(Pin20)：接地線 外接晶振引腳（ 2根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi) 振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 控制引腳（ 4根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器 (PEROM)和 128 bytes 的隨機(jī) 存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲單元。此外，由于通過編程方法產(chǎn)生的是數(shù)字信號，所以信號的精度可以做的很高。通過計算機(jī)進(jìn)行模擬仿真調(diào)試。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。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，這樣允許從計算機(jī)顯示屏上輸入任意波形，來實(shí)現(xiàn)波形的輸入。 目前我國己經(jīng)開始研制波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。本設(shè)計充分利用單片機(jī)靈活的控制、豐富的外設(shè)處理能力，采用 DDS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率、幅值可調(diào)的函數(shù)波形的輸出，同時可以根據(jù)需要方便地實(shí)現(xiàn)各種比 較復(fù)雜的調(diào)頻、調(diào)相和調(diào)幅功能，具有良好的實(shí)用性 。本設(shè)計具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。所以本設(shè)計使用的是 AT89C51 單片機(jī)構(gòu)成的發(fā)生器，可產(chǎn)生三角波、方波、正弦波等多種特殊波形和任意波形，波形的頻率可用程序控制改變。 致 謝 ........................................... 26 參考文獻(xiàn) ......................................... 27 附 錄 ........................................... 28 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5 第 1 章 緒論 課題的來源與技術(shù)背景 不論是在生產(chǎn)還是在科研與教學(xué)上， 信號 發(fā)生器都是電子工程師仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。 研 究信號發(fā)生器的目的及意義 波形發(fā)生器是信號源的一種，主要給被測電路提供所需要的己知信號 (各種波形 )，然后用其它儀表測量感興趣的參數(shù)。波形發(fā)生器通常允許用一系列的點(diǎn)、直線和固定的函數(shù)段把波形數(shù)據(jù)存入存儲器。 （ 3）隨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，臺式儀器在走了一段下坡路之后，又重新繁榮起來。 （ 3） 軟件系統(tǒng)設(shè)計 。正弦信號是周期信號，其周期 T 與頻率 f 及角頻率ω 之間的關(guān)系為： ??21??fT （ 2） 圖 1 正弦波形 在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常遇到單邊指數(shù)衰減的正弦信號，其 波形如圖 2所示，表達(dá)式為： )0( )0(0sin) ???????tttAetft ?? （ 3） 圖 2 指數(shù)衰減的正弦信號波形 方波波形函數(shù) 方波函數(shù)是一種常用的波形函數(shù)，其表達(dá)式為： )2()20()(TtTTttf????????? ?? （ 4） 方波的波形如圖 23 所示： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 圖 3 方波波形 第 2 章 電路方案的確 定 方案的提出和選擇 方案一：采用單片函數(shù)發(fā)生器（如 8038）， 8038 可同時產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡單易行，用 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出來改變調(diào)制電壓，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號的頻率穩(wěn)定度不高。 圖 信號發(fā)生器原理框圖 89C51 是整個波形發(fā)生器的核心部分 ，通過程序的編寫和執(zhí)行，產(chǎn)生各種各樣的信號，并從鍵盤接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號幅度的調(diào)節(jié)。如使用陶瓷諧振器的話，應(yīng)選擇 40pF 士 10pF 的容值的電容。 J F E T NQ1 Q2Q8Q 10D9 D 10 R 12R 14R 17Q4D7D8R6Q6Q7Q 14Q 16R 18Q 13R 15Q 12 Q 11Q 15R 20Q3R7Q9R9R8C 11R 10 R 111KR5R e s 2R 16R 13R 19V c cVoGND 圖 322:7805 的原理圖 通過差分對管和負(fù)反饋電路，使得輸出的電壓穩(wěn)定在 +5V。由WR XFER 的邏輯組合產(chǎn)生 LE2，當(dāng) LE2 為高電平時， DAC 寄存器的 輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC寄存器并開始 D/A 轉(zhuǎn)換。如圖開關(guān) 1用來切換輸出波形、開關(guān) 2和 3用來調(diào)節(jié)頻率的加減。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 V R E F8R F B9GND10I O U T 111I O U T 212D I 713D I 614D I 515D I 416D I 07CS1W R 12GND3D I 34D I 25D I 16X F E R17W R 218I L E19VDD20D A C 0 8 3 2814321L M 3 5 8 D814321L M 3 5 8 DR2R1R3OUTV R E F 圖 如圖為常用的雙極性轉(zhuǎn)化電路，第一個運(yùn)算放大器將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺诙€運(yùn)算放大器和電阻 R1,R2 共同組成方向加法器，由于電流輸出接的是第一個運(yùn)算放大器的反相輸出端，所以當(dāng)滿足 2*R2=R1 且 R2=R3的時候輸出電壓為 Vout=Vi（ Vref/2） 當(dāng)要實(shí)現(xiàn)雙極性輸出的時候幅值的二進(jìn)制碼要轉(zhuǎn)為偏移二進(jìn)制碼，即將二進(jìn)制碼對應(yīng)的零值偏移到 80H，在偏移之后，只有幅值二進(jìn)制碼大于 128 的輸出才為正，后則為負(fù)。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 22 Ampl：幅值 位。 測量說明：正弦波、矩形波、三角波，鋸齒波信號的輸出，通過鍵盤來實(shí)現(xiàn)其的不同波形的輸出以及其頻率的改變。同時，在刑陽老師那里我學(xué)得到很多實(shí)用的知識，在此我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 27 參考文獻(xiàn) [1] 朱清慧、張鳳蕊 .PROTEUS 教程 電子線路設(shè)計、制版與仿真 .清華大學(xué)出版社 2021 [2] 王靜霞 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（ C語言版） .電子工業(yè)出版社 2021 [3] 周明德 微型計算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第四版） .北京：清華大學(xué)出版社 2021 [4] 杜華 任意波形發(fā)生器及應(yīng)用 [J].國外電子測量技術(shù) 2021 [5] 李相偉 微機(jī)系統(tǒng)原理與接 口技術(shù) 北京：國防工業(yè)出版社 2021 [6] 李群芬 肖看 .單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ) .武漢：清華大學(xué)出版社 2021 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 28 附錄 A：系統(tǒng)程序 /* 名稱：基于單片機(jī)的函數(shù)信號發(fā)生器 編寫： maxiao 日期： 內(nèi)容：通過單片機(jī)程序控制，產(chǎn)生三角波、方波、正弦波、鋸齒波等 */ include include define uchar unsigned char define DA0832 XBYTE[0xffff] uchar code tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 void key3(void)。 ET0=1。 for(de1=0。 P2=0xff。 if(fun==5)fun=0x01。 P3_0=0。 P1=tab[f%10]。 P3_1=1。 else DA0832=(255c)*2。 TL0=tl。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!