【正文】 前的波形名稱和頻率；用鍵盤選擇波形類型和改變頻率。 頻率范圍：正弦波頻率范圍為10Hz100Hz，步進10Hz；三角波頻率范圍為50HZ500Hz，步進50Hz；方波頻率范圍為200Hz2000Hz，步進200Hz。 設計內容及要求主要功能：產(chǎn)生方波、三角波、正弦波信號。2 總體設計方案 設計思路由于要求達到模擬信號波形發(fā)生，因此要由D/A轉換芯片來完成此項任務，由基準電路來實現(xiàn)輸出波形的幅度可調，通過電位器調節(jié)波形的變化。這些新一代臺式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。 （3）隨著信息技術蓬勃發(fā)展，臺式儀器在走了一段下坡路之后，又重新繁榮起來。由于VXI總線的逐漸成熟和對測量儀器的高要求，在很多領域需要使用VXI系統(tǒng)測量產(chǎn)生復雜的波形，VXI的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性，但由于開發(fā)VXI模塊的周期長，而且需要專門的VXI機箱的配套使用，使得波形發(fā)生器VXI模塊僅限于航空、軍事及國防等大型領域。 （2）與VXI資源結合。從而促進了函數(shù)波形發(fā)生器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計算機語言的飛速發(fā)展也對任意波形發(fā)生器軟件技術起到了推動作用。波形發(fā)生器通常允許用一系列的點、直線和固定的函數(shù)段把波形數(shù)據(jù)存入存儲器。 信號發(fā)生器的發(fā)展特點而近幾年來，國際上波形發(fā)生器技術發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （1）過去由于頻率很低應用的范圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發(fā)生器能應用于越來越廣的領域。
二十一世紀，隨著集成電路技術的高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種工作頻率可過 GHz 的DDS
芯片，同時也推動了函數(shù)波形發(fā)生器的發(fā)展，2003 年，Agilent的產(chǎn)品 33220A能夠產(chǎn)生 17 種波形，最高頻率可達到 20M，2005 年的產(chǎn)品N6030A 能夠產(chǎn)生高達 500MHz 的頻率，采樣的頻率可達 。HP8770A實際上也只能產(chǎn)生8 中波形，而且價格昂貴。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實質是采用微處理器對 DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調節(jié)，因此很難將頻率調到某一固定值二是脈沖的占空比不可調節(jié)。
在 70 年代前，信號發(fā)生器主要有兩類：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標準波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復雜的電路和機電結合的方法。在科學研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學，地震模擬機械振動等領域常常要用到低頻信號源，而由硬件電路構成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需的RC很大：大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證：體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點。如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機。 研究現(xiàn)狀 信號發(fā)生器的發(fā)展歷史目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。 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。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。 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。現(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成自動測試系統(tǒng)?；?1單片機信號發(fā)生器的設計畢業(yè)論文目 錄1 緒 論 1 選題意義 1 研究現(xiàn)狀 1 信號發(fā)生器的發(fā)展歷史 1 信號發(fā)生器的發(fā)展特點 22 總體設計方案 4 設計思路 4 設計內容及要求 4 方案選擇及論證 4 方案結構模塊劃分 53 硬件電路的設計 7 主控電路及主控芯片的選擇 7 單片機的發(fā)展史 7 單片機的特點 8 89C51單片機最小系統(tǒng) 8 D/A轉換電路 13 按鍵輸入電路 16 液晶顯示電路 174 軟件設計與仿真 18 PROTEUS簡介 18 仿真圖 19 原理圖 20 元件清單 21 仿真結果圖 215 總結 25致 謝 27參考文獻 296 附錄 311 緒 論 選題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。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。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。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。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。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)生器作為一種常見的應用電子儀器設備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成。但是這種電路存在波形質量差，控制難，可調范圍小電路復雜和體積大等缺點。一旦工作需求功能有增加則電路復雜程度會大大增加。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術，而且模擬器件構成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復雜的信號波形，則電路結構非常復雜。
在 70 年代后，微處理器的出現(xiàn)，可以利用處理器、A/D/和 D/A，硬件和軟件使波形發(fā)生器的功能擴大，產(chǎn)生更加復雜的波形。
90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的函數(shù)發(fā)生器、但是HP公司推出了型號為 HP770S的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成。不久以后，Analogic公司推出了型號為 Data2020的多波形合成器，Lecroy 公司生產(chǎn)的型號為9100 的任意波形發(fā)生器等。由上面的產(chǎn)品可以看出，函數(shù)波形發(fā)生器發(fā)展很快。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。同時可以利用一種強有力的數(shù)學方程輸入方式，復雜的波形可以由幾個比較簡單的公式復合成 v=f (t)形式的波形方程的數(shù)學表達式產(chǎn)生。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，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現(xiàn)波形的輸入。目前，波形發(fā)生器由獨立的臺式儀器和適用于個人計算機的插卡以及新近開發(fā)的VXI模塊。在民用方面，VXI模塊遠遠不如臺式儀器更為方便。不過現(xiàn)在新的臺式儀器的形態(tài)，和幾年前的己有很大的不同。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。經(jīng)過數(shù)模轉換電路輸出的信號為電流形式，因此需要加電流/電壓轉換電路來改變輸出信號的形式。 技術指標：可輸出方波、三角波、正弦波、頻率可調。 幅值范圍：5V不變。 方案選擇及論證方案一：用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器，通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高，其工作不很穩(wěn)定，不易調試。早期的函數(shù)信號發(fā)生器IC，如L803BA20XR2207/2209等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調節(jié)，二者互相影響。鑒于此，美國馬克西姆公司開發(fā)了新一代函數(shù)信號發(fā)生器ICMAX038，它克服了上述方案二中芯片的缺點，可以達到更高的技術指標，是上述芯片望塵莫及的。在鎖相環(huán)、壓控振蕩器、頻率合成器、脈寬調制器等電路的設計上，MAX038都是優(yōu)選的器件。 方案五：采用函數(shù)信號發(fā)生器ICL8038集成模擬芯片，它是一種可以同時產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的專用集成電路。 方案六：采用AT89C51單片機和DAC0832數(shù)模轉換器相結合的電路來產(chǎn)生波形，由于是軟件濾波，所以不會有寄生的高次諧波分量，生成的波形比較純凈。 經(jīng)比較，方案六既可滿足畢業(yè)設計的基本要求又能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，電路簡單，易控制，性價比高，所以采用此方案。在設計時分塊來做，分為D/A轉換，單片機系統(tǒng)，鍵盤控制和液晶顯示4個主要模塊，最后通過聯(lián)調仿真，做出電路板成品，從而簡化人機交互的問題，具體設計模塊如圖21所示。鍵盤控制電路：用按鍵來控制輸出波形的種類和調節(jié)頻率。 顯示電路：采用液晶顯示器顯示波形的名稱和頻率。 3 硬件電路的設計 主控電路及主控芯片的選擇單片機即單片微型計算機（Single CHip Microputer）是把組成微型計算機的各種功能部件，包括中央處理單元（CPU）、隨機存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）、定時器/計數(shù)器及輸入輸出接口等部件都集成在一塊芯片上。單片機按其使用目的可以分為通用和專用兩種類型。用戶可以根據(jù)需要設計成各種不同的單片機控制系統(tǒng)，即有一個再設計的過程。本設計應采用通用型單片機。在單片機家族中，Intel公司推出的MCS51系列中的80C51是其中的佼佼者。近幾年來，許多單片機開發(fā)廠商也推出了許多基于80C51單片機內核的擴展型單片機，產(chǎn)品在保持與