【正文】 的電源模塊 函數(shù)信號發(fā)生器的電源包括兩部分，包括單片機和外部電路用的電壓 +5V和運算放大器的電壓 +12V，所以電源模塊選擇了常用的三端穩(wěn)壓器 7805,7912 和7812，由市電 220V 經(jīng)變壓器輸出 24V 電壓，通過 7812 和 7912 輸出正負 12V 的河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 各部分功能模塊 7 電壓用于運算放大器的供電， 7812 的輸出端接 7805 將輸出的 12V 電壓轉(zhuǎn)為 5V用于單片機和其他外設電路的供電使用。 可編程輸入 /輸出引腳（ 32根） AT89S51 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有 8位（ 8根引腳），共 32 根。 P P P P P P P P R S TP P P P P P P P X T A L 2X T A L 1V S SP P P 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：單片機最小系統(tǒng) 河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 各部分功能模塊 6 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)：復位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期的高電平將使單片機復位。也可以采用外部時鐘。對外接電容 C1, C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會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休，我們的電容使用 30pF。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶休或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩 器。 AT89C51是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器 (PEROM)和 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 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。 DDS 芯片輸出的一般是數(shù)字化的正弦波，因此還需經(jīng)過高速 D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器才能得到一個可用的模擬頻率信號。 河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 方案的研究 4 圖 的原理框圖 一塊 DDS 芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累加器和正弦計算器三個部分。 DDS 是直接數(shù)字式頻率合成器（ Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫。 4. 采用 DDS頻率合成器，能輸出各種波形，而且能夠輕松調(diào)節(jié)幅值和頻率。 3. 采用 DAC0832 通過查表得方式輸出需要的波形，通過單片機定時向 DAC轉(zhuǎn)化器發(fā)送轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)不同的幅值和頻率的輸出。 2．采用集成信號發(fā)生芯片 MAX038輸出各種波形，并通過外接電阻值改變實現(xiàn)對幅值和頻率的調(diào)整。 河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 方案的研究 3 第二章 方案的研究 方案的提出和整論 常用的函數(shù)信號發(fā)生器的實現(xiàn)方法有如下幾種 1. 采用分立元件實現(xiàn)信號的輸出，主要是通過模擬電路實現(xiàn)正弦信號的輸出，在通過各種積分微分電路實現(xiàn)各種不同波形的輸出。 自選器件，實現(xiàn) 多功能信號發(fā)生器的 硬件設計。波形的頻率、幅值均為連續(xù)可調(diào)。利用單片機的強大功能，設計合適的人機交互界面，使用戶能夠通過手動的設定，設置所需波形。平時常用信號源產(chǎn)生正弦波，方波，三角波等常見波形作為待測系統(tǒng)的輸入， 測試系統(tǒng)的性能。加之各類功能的半導體集成芯片的快速生產(chǎn)，都使我們研制一種 低功耗 、寬頻帶，能產(chǎn)生多種波形并具有程控等 低頻的信號 發(fā)生器成為可能。 信號 發(fā)生器作為一種通用的電子儀器，在生產(chǎn)、科研、測控、通訊等領域都得到了廣泛的應用。而在我們 日 常生活中，以及一些科學研究中，鋸齒波和正弦波、矩形波信號是常用的基本測試信號。當前信號發(fā)生器總的趨勢是向著寬頻率覆蓋、 低功耗 、高頻率精度、多功能、自動化和智能化方向發(fā)展。 尤其隨著 70 年代微處理器的出現(xiàn)，更促使信號發(fā)生器向著自動化、智能化方向發(fā)展。該函數(shù)信號發(fā)生器可輸出三角波 ,方波和正弦波。 在介紹 DAC0832 芯片特性的基礎上 ,論述了采用 DAC0832芯片設計數(shù)字函數(shù)信號發(fā)生器的原理以及整機的結(jié)構(gòu)設計。在單片機的輸出端口接 DAC0832 進行 D/A轉(zhuǎn)換，再通過運放進行波形 調(diào)整，最后輸出波形接在示波器上顯示。所以本設計使用的是 AT89C51 單片機構(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。 I 基于 AT89C51 單片機的函數(shù)信號發(fā)生器設計 摘 要 信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學實驗等領域。目前使用的信號發(fā)生器大部分是函數(shù)信號發(fā)生器，且特殊波形發(fā)生器的價格昂貴。在單片機上加外圍器件距陣式鍵盤，通過鍵盤控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用了 LCD 顯示頻率大小。本設計具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點。對其振蕩頻率控制、信號輸出幅度控制以及頻率和幅度數(shù)顯的實現(xiàn)作了較詳細的論述。 關鍵詞： 信號發(fā)生器 單片機 波形調(diào)整 II Abstract Signalgenerator is a kind of signal source in mon use, broadly applied at the electronics electric circuit, auto control system and teaching experiment etc. Currently used mostly function signal generator signal generator, waveform generator and a special price of expensive . So the dissertation is usage of the AT89s51 singlechip microputer constitute of waveform generator, which can generate triangle wave, square wave, sine wave etc variety waveform, the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the machine, plus independence type keyboard , which can control wave increase or decrease of formfrequency and the choice of waveform, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0832 to carry on a DA conversion， again pass operation amplifier to put an end exportation waveform. This design has advantage of simple circuit, tightly packed structure, cheap price, superior function etc. Based on the introduction of MAX038 , we discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator. We described the control of the oscillatory frequent , amplitude and the digital display in detail. Thegenerator can output three kinds of waves : sine wave , square wave , triangle wave. Keywords： signal generator MCU waveform adjustment 河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 目錄 III 目 錄 1．緒論 ：課程背景目的及意義???????????????????? 1 ：設計任務和要求?????????????????????? 2 2．方案的研究 ：方案的提出和整論????????????????????? 3 ：模塊的結(jié)構(gòu)劃分?????????????????????? 4 3．各部分功能模塊 ：單片機模塊???????????????????????? 5 ：電源模塊???? ????????????????????? 6 ： D/A轉(zhuǎn)換模塊??????????????????????? 7 ：鍵盤輸入模塊??????????????????????? 10 ：顯示模塊????????????????????????? 12 ： I/V轉(zhuǎn)化模塊??????????????????????? 13 : 基準電壓調(diào)節(jié)模塊????????????????????? 14 4．電路軟件設計 ：系統(tǒng)總框圖???????????????????????? 18 ：顯示 子程序框圖?????????????????????? 19 ：按鍵子程序框圖?????????????????????? 20 總結(jié) 參考文獻 附錄 A：系統(tǒng)總程序 附錄 B：系統(tǒng)總電路圖 河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 緒論 1 第一章 緒 論 課題背景、目的及意義 隨著電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術的迅速發(fā)展，促使信號發(fā)生器種類增多，性能 提 高 ?，F(xiàn)在，許多信號發(fā)生器帶有微處理器，因而具備了 自校、自檢、自動故障診斷和自動波形形成和修正等功能，可以和控制計算機及其他測量儀器一起方便的構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。 在科學研究、工程教育及生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制、教學實驗、機械振動試驗、動態(tài)分析、材料試驗、生物醫(yī)學等領域，常常需要用到低頻信號發(fā)生器。譬如在示波器、電視機等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運動，以利用熒光屏顯示 圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時基電路。 但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實際應用的需求。 便攜式和智能化越來越成為儀器的基本要求，對傳統(tǒng)儀器的數(shù)字化，智能化，集成化也就明顯得尤為重要。單在某些場合，我們需要特殊波形對系統(tǒng)進行測試，這是傳統(tǒng)的模擬信號發(fā)生器和數(shù)字信號發(fā)生器很難勝任的。 河南城建學院本科畢業(yè)設計論文 緒論 2 設計任務和要求 設計 一個多功能信號發(fā)生器，可以 產(chǎn)生正弦波、三角波、方波、鋸齒波 等 多種波形。 實現(xiàn) 多功能信號發(fā)生器波形 種類、 波形的頻率、幅值 的狀態(tài)及數(shù)據(jù)的顯示 ?？勺孕袛U展功能，使之更加完善。但是這種方法頻率和幅值的調(diào)整比較困難，而且模擬電路受外部因素的影響較大，輸出的波形難以控制。 M A X 0 3 8A T 8 9 C 5 1CD4052運 放A D 5 1 7 1L C D 1 6 0 2波 形 信 號 檢 測鍵 盤 輸 入 控 制頻 率 粗 調(diào)占 空 比 控 制頻 率 細 調(diào)波 形 選