【導(dǎo)讀】自從二十世紀(jì)二十年代信號(hào)發(fā)生器出現(xiàn)以來，信號(hào)發(fā)生器取得了迅速的。尤其七十年代微處理器的出現(xiàn)，信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)更加自動(dòng)化和智能化。量精度高，變換速度快的方向前進(jìn)。本文以克西姆公司MAX038芯片為基礎(chǔ)，輔以控制軟件和特別的外圍電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)低成本、多功能、高精度、輸出頻率連續(xù)可調(diào)的頻率合成式波形發(fā)生器。并在振蕩頻率控制、信號(hào)輸出幅度控制、頻率和幅度的控制方面作了比較妥善的設(shè)計(jì)。該函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可輸出三角波、方波、正弦波。

　　

【正文】 讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可提供許多高性低比的系統(tǒng)控制應(yīng)用領(lǐng)域。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2個(gè)讀寫口線， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的單片機(jī)和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C52 的 主要功能特性： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O 口 256bit 內(nèi)部 RAM 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2個(gè)外部中斷源 共 6個(gè)中斷源 2個(gè)讀寫中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 本設(shè)計(jì)使用的是 PDIP 雙列直插 封裝形式 ，其引腳圖如圖 351。 圖 351AT89C52 雙列直插封裝形式的引腳圖 東華理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 18 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī) AT89C52 內(nèi)部有 8K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM） ，芯片本身就是一個(gè)最小系統(tǒng)。在能滿足系統(tǒng)的性能要求的情況下，可 以優(yōu)先考慮采用此方案。用這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單，可靠。用單片機(jī) AT89C52 構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖 352所示。 圖 352 單片機(jī) 89C52 的最小系統(tǒng) 單片機(jī)的外部電路 AT89C52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。 外接石英晶體及電容 C1， C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容 C1， C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，這里選擇使用石英晶體。也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路的情況時(shí)，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 東華理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 19 圖 353單片機(jī)外圍硬件電路 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了整機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的硬件電路設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，盡量采用性能可靠、開發(fā)方便、接口簡單應(yīng)用面廣、價(jià)格低廉的元器件。介紹了這些元器件及其應(yīng)用電路的特點(diǎn)。本文根據(jù)具體情況和實(shí)際的設(shè) 計(jì)要求，采用盡可能簡化的硬件電路設(shè)計(jì)方案，充分利用單片機(jī)的自身資源，使印刷電路設(shè)計(jì)及調(diào)試都將更加方便，而且還對(duì)部分電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了硬件設(shè)計(jì)方案的可行性。 東華理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 20 總結(jié) 采用 MAX038 芯片制作函數(shù)信號(hào)發(fā)生器隨設(shè)計(jì)思想不同 ， 具有多種方法 ， 本文只是其中一種可實(shí)現(xiàn)的方法。設(shè)計(jì)出的信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡單，不需調(diào)整，具有很高的性價(jià)比，體積也很小。和利用分離元件實(shí)現(xiàn)的發(fā)生器相比，具有顯著的優(yōu)勢，這足以彌補(bǔ)它在某些方面的不足。 同時(shí)該信號(hào)源設(shè)計(jì)尚存在的不足之處，主要有兩個(gè)方面，第一為缺乏頻率準(zhǔn) 確顯示的手段，可以配備相應(yīng)的數(shù)字頻率計(jì)模塊，但如何將顯示的精度與信號(hào)源的頻段配合有待討論研究；第二為輸出級(jí)可配以顯示輸出幅度的儀表，并且放大電路有待進(jìn)一步改進(jìn)，使其具有更強(qiáng)的輸出能力。 由于使用了單片機(jī)作為電路的控制核心，整個(gè)波形發(fā)生器具有成本低，可靠性高，體積小巧、易于攜帶，功耗低，輸出波形優(yōu)良，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。在此波形發(fā)生器輸出加入一個(gè)寬帶可變增益放大器即可調(diào)整輸出波形幅度，改變參考頻率的大小即可改變輸出信號(hào)的分辨率及頻率范圍，頻率范圍可以連續(xù)覆蓋 1Hz～ 20MHz，分辨率可以做到 10Hz甚至 1Hz。對(duì) 于低成本的小型波形發(fā)生器，這是 MAX038的一個(gè)理想的應(yīng)用方案。 東華理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致謝 21 致 謝 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師李里亞老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。李老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心 情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 !最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們 ! 感謝東華理工大學(xué)信息工程學(xué)院對(duì)我的悉心栽培，感謝各任課老師的諄諄教誨。 最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！ 東華理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 22 參考文獻(xiàn) [1] 趙濤，刑燦華，姚西霞，陳曉娟 .基于 MAX038多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) .機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 . [2] 李琳 .單片高頻函數(shù)發(fā)生器 MAX038 及其應(yīng)用 [J] .現(xiàn)代電 子技術(shù) ， 2020 [3] 吳國增 .一種寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì) .電子測試， 2020 年 9 月 . [4] 黃爭 .德州儀器高性能模擬器件在人學(xué)生創(chuàng)新設(shè)訓(xùn)一中的應(yīng)用與快速選型指南 [ :德州儀 器半導(dǎo)體技術(shù) (上海 )有限公司人學(xué)計(jì)劃部， 2020. [5] 孫景祥 李欣 《單片機(jī)接口技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用設(shè)計(jì)》 科技傳播 2020 年第 11 期 [6] 申佳 《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》 網(wǎng)友世界 2020 年第 3 期 [7] 林敏銳 《基于 AT89C51 單片機(jī)的連續(xù)步進(jìn)可調(diào)穩(wěn)壓電 源研究與設(shè)計(jì)》 科技與生活 2020 年第 24 期 [8] 李瑾 肖國坤 王志堂 《單片機(jī) I/O 口分時(shí)復(fù)用在鍵盤和顯示電路中的應(yīng)用》 硅谷 2020 年第 18 期 [9] 岳慧平 劉廣 劉建平 《綜述單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)》 科技資訊 2020 年第 5 期 [10] HongChu Huang YaNing Chen 《 Evolutional Development of Library Information Systems》 Journal of Educational Media and Library Sciences 2020 403428 [11] JainSong JuChiaHong ChangJengLiang Lin《 STUDY OF SWING TRAJECTORY OF SPRAYWELDING MECHANISM WITH AT89C51 CHIP》 Journal of Agricultural Machinery 2020 16(1) [12] M. Ranjan, ,G. Hannigton, Microwave Power Amplifiers with DigitallyControlled PowerSupply Voltage for High Efficiency and High Linearity,IEEE MTT S Int. Microwave .,. 2020. [13] Texas Instruments Incorporated. MSP430X1XX family users guide[M].[.]:Texas Instruments Incorporated,2020 [14] Mellor P H,Leigh S P,Cheethasm B Of Spectral Distortion In ClassD Amplifiers By An Enhanced Pulse Width Modulation Sampling Process[J].Procceeding IEE（ G） ,August 2020,38（ 4） :441448. 東華理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄 23 附 錄 1 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的電路圖 圖 1 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的電路原理圖