【導讀】產生的三角波、方波和正弦波是常用的基本測試信號。根據(jù)用途不同，有產生三種或。目前各類學校廣泛使用的是標準產品，雖然功能齊全、性能指標高，但價格較貴。統(tǒng)的函數(shù)信號波形發(fā)生器通常由晶體管、運放IC等分立元件制成。穩(wěn)定性，信號的失真度，頻率的范圍大小，都不是很理想。利用信號進行儀器的控制已是自動控制理論中的一個重要的手段。本次設計是使用集成芯片MAX038為主要器件產生信號，通過外部電路控制。最終達到頻率一定范圍可調的多鐘波形信號發(fā)生器。Keywords:Signal，Generator，F(xiàn)requency，MAX038，Integration

　　

【正文】 產生所需的波形信號，并且相對原來的技術，穩(wěn) 定性、精確度都有了很大的提高，在電子測量及信號發(fā)生領域都深受歡迎，具有良好的發(fā)展前景。本文在分析現(xiàn)有的號發(fā)生器原理及設計方案的基礎上，提出一種全新的成本較低、結構簡單、性能穩(wěn)定的信號發(fā)生器的實現(xiàn)方法。提出設計方案及實現(xiàn)方法，使用數(shù)字技術，以 MAX038 為信號發(fā)生芯片，采用 AT89C51 為控制器。在硬件電路的設計中采用先進的 Protel 軟件繪制原理圖 本文在分析信號發(fā)生器的原理及發(fā)展歷史的基礎上，對數(shù)字信號發(fā)生基礎、硬件原理、電路仿真及實現(xiàn)、等方面進行了深入的資料整理由 MAX03 8 芯片為信號發(fā)生芯片而制作 的信號發(fā)生器，根據(jù)頻率和占空比調節(jié)方式的不同有多種設計方法， 本設計采用硬件和軟件結合的控制方式對 MAX03 8 的頻率 進行調節(jié)， 具有可視化、精確、穩(wěn)定的特點。而且結構簡單，體積小，具有極高的性價比。利用模塊及相應芯片搭建的電路和用分立器件實現(xiàn)的發(fā)生器相比，具有結構穩(wěn)定、精確度高、調節(jié)簡單、發(fā)生信號精準的優(yōu)點。 該信號發(fā)生系統(tǒng)由單片機調節(jié)控制，同時應用專有芯片發(fā)生信號，但由于芯片本身具有不可避免的缺陷以及電路本身的特性，系統(tǒng)本身也具有自身的不足之處，主要體現(xiàn)在兩個方面 :第一，系統(tǒng)缺乏精準的頻率現(xiàn)實部分， MAX038FADG 管腳的電壓和輸出信號的頻率具有一一對應的關系，我們前期也根據(jù)電壓的變化測定輸出頻率，基本保持線性的關系，并且根據(jù)電壓的變化記錄了輸出頻率的變化，且電壓變化保持 的精度。但每個芯片的發(fā)生信號不會保持完全的一致，會由于芯片和板極的不同在輸出頻率上會有輕微的不同，因此該系統(tǒng)在精準頻率顯示上存在一定的缺陷 。第二，在輸出端，放大電路能力有限，不能提供更加強大的負載，因此放大電路需要進一步的改進，使負載能力更強，具有更強的輸出能力。 該系統(tǒng)使用 AT89C51 作為系統(tǒng)的控制部分，使整個信 號發(fā)生器具有調節(jié)方便，數(shù)據(jù)更新及時，信號傳送準確，并且具有成本低、體積小、可靠性高等優(yōu)點，無論硬件軟件都具有良好的移植性和復制性，是一款可以產生優(yōu)良信號，便于攜帶，使用方便的信號發(fā)生器。經過實驗室運行檢測，本系統(tǒng)可以完全滿足用戶的需求，且具有輸出頻率范圍寬、占空比調節(jié)范圍廣、波形精確穩(wěn)定、抗干擾能力強等特點。對于小型低 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 22 成本的波形信號發(fā)生器來說，該系統(tǒng)是一個理想的解決應用方案。 該函數(shù)發(fā)生器可以實現(xiàn)數(shù)字化的輸入，通過程序控制界面信號發(fā)生器輸出信號的頻率，與以往的信號發(fā)生器相比，具有結構簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定， 成本低，系統(tǒng)的移植性強等優(yōu)點，適應現(xiàn)代生活與實驗室中信號測量與信號發(fā)生的要求，因此具有比較高的使用價值。 分析及研究，現(xiàn)將論文主要工作歸納如下 : (1)通過大量的文獻調研，根據(jù)系統(tǒng)設計及參數(shù)要求，確定以 MAX 為主要信號發(fā)生芯片， AT89C51 為控制器，配置相應的外圍電路，控制 MAX03 8 頻率輸出的信號發(fā)生器的總體方案。 (2)應用 EDA 工具對硬件電路進行設計和實現(xiàn)，主要包括 :電源電路、 MCU 控制部分、信號發(fā)生部分。 (3)通過軟件設計編寫相應的接口程序。 (4)為便于系統(tǒng)的操作，并且使之具有更好的人機交互， 將程序寫入芯片，只需通過外部簡單的硬件電路， 使操作人員可以更簡便的控制信號發(fā)生器的波形輸出。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 23 參考文獻 [1] 童詩白 模擬電子技術基礎第四版 高等教育出版社（ 20xx） [2] 裴巖 單片機系統(tǒng)綜合設計與實踐 內蒙古大學出版社（ 20xx） [3] 江太輝 高頻波形發(fā)生器 MAX038 的特性及應用 五邑大學 學位論文 （ 20xx） [4] 陳偉 基于 MAX038 的程控信號發(fā)生器的設計 與實現(xiàn) 山東大學 碩士學位論文 （ 20xx） [5] 馬偉 多功能波形發(fā)生器 渭南師范學院 本科學位論文 （ 20xx） [6] 金培根 高頻精密函數(shù)波形發(fā)生器 MAX038 及應用 浙江海鹽科達電測儀表廠 電子與儀表期刊 總第 34 卷第 374 期 [7] 孫素平 基于 DDS 技術信號發(fā)生器的研究與設計 哈爾濱工業(yè)大學 碩士學位論文（ ） [8] 楊會 正弦函數(shù)發(fā)生器設計 BfnbpecOUoihGjoCTRFM8fDc AP1CN4Erz1ccrU9c3WoqaI_haSaoZzX6zCSxBrGO8fxWp1Yw37haTg9rCzUY1NckK5xq（ 20xx） [9] 婁嘉駿，葉紅 基于 MAX038 的多功能信號源 浙江大學系統(tǒng)工程研究所，浙江大 學信息與通信工程研究所 學術期刊 文章編號 :10028692 （ 20xx）09009004 [10] 李兆國 ， 尹俊勛 DDS 信號發(fā)生器的 SOPC 實現(xiàn)與軟件設計 華南理工大學 碩士學位 論文 （ 20xx） [11] 石云中 基于 DDS 技術的 LoranC 信號發(fā)生器的設計與實現(xiàn) 西南交通大學 碩士 學位論文 （ 20xx） [12] 黃慶彩 ， 祖靜 采用集成電路 MAX038 的函數(shù)信號發(fā)生器的設計 華北工學院儀器科學與動態(tài)測試教育 部重點實驗室 學術期刊 (20xx0215 ) [13] DILLIP KU. DAS。 SANDEEP SHEETAL DATA ACQUISITION USING AT89c51 AND PCL207 Department of Electronics and Communication Engineering, National Institute of Technology （ 20xx） [14] T. Olsson, P. Nilsson Portable digital clock generator for digital signal processing applications Columns are reviewed （ 20xx） 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 24 [15] ChuaChin Wang, JianMing Huang, HonChen Cheng, Ron Hu SwitchedCurrent 3Bit CMOS Wideband Random Signal Generator Department of Electrical Engineering, National Sun YatSen University。 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company （ 20xx） [16]Eva Murphy,Colm Slattery All About Direct Digital Synthesis IEEE J. SolidState Circuits 1996 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 25 附錄一：全圖 VSS20XTAL219XTAL118WR/17RD/16T1/15T0/14INT1/13INT0/12TXD/11RXD/10RET987654321VCC403938373635343332EA31ALE30PSEN292827262524232221AT89C51U1VCC26D034D628D529D430D331D232D133CS6RESET35A18A09WR36RD5D727GND7PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PA04PC611PC7108255AU0VCCA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1 Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS2 Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS3 Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS4 Dpy RedCAQ1 2N3906Q2 2N3906Q3 2N3906Q4 2N3906100pFC3 Cap Pol35Va b c ed f g DP18RFB16VDD17VREF15BT1214BT1113BT1012BT911BT810BT79BT68BT57BT46BT35BT24BT13GND2OUT21OUT1MAX7541U3814321MAX412A814321MAX412A12Y1 XTALX2 X3X1 Y1 Y2 Y3 Y41Fin2Vss3VDD4PDout5RA06RA17RA28PDR9PDV10Fv11N012N113N214N328LD27OSCin26OSCout25N1124N1023N1322N1221T/R20N919N818N717N616N515N4MC145151U2R6C9R7672 35 148U5MAX427CPAR9C7CapC8REF1A03COSC5DADJ7GND9IIN10FADJ8GND6A14GND2PDO12SYNC14DV+16GND18V20OUT19V+17DGND15PDI13GND11U4R1110KR10 Cap CapQ5 2N39041KR13D1 Diode 1N914Q6 2N3906D2 Diode 1N9141KR14100pFC12C16C15C14100R15220nHL1220nHL256pFC17110pFC1856pFC19+5V 5V低低低低低低低低+ Q1 Q2Q1 Q2N13 N12 N11 N10 N9 N8 N6N7 N5 N4 N3 N2 N1 N0N13N12N11N10N9N8N6N7N5N4N3N2N1N012Y2 XTAL100pFC520pFC430pFC230pFC1R1R1R2R2VCCRP1BUS 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 26 附錄二：鍵盤電路 1 2 3 45 6 7 89 0WAVEWave ChoiceClearFrequency ClearingX1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 Y4BUS 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 27 附錄三：驅動電路 Input102FC110uFC5102FC2L1102FC3102FC4104R?2Vin1Vout3GND2780510uFC61