【正文】 Arbitrary Waveform Generator, AWG)。傳統(tǒng)的波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形比較單一，如正弦波、方波、脈沖波、三角波等。80年代后期才真正克服軟件的問題出現(xiàn)了幾種高性能的函數(shù)發(fā)生器。當(dāng)時專用于信號處理的微處理器時鐘頻率只有12MHz，A/D和D/A一般為8位，且內(nèi)部存儲容量也很小。這時的波形發(fā)生器主要運用軟硬件結(jié)合的方法從而可以實現(xiàn)更加復(fù)雜的功能。所以模擬技術(shù)的波形發(fā)生器的發(fā)展在后期也受到了一定的制約。自60年代以來波形發(fā)生器有了迅速的發(fā)展，這個時期的波形發(fā)生器運用模擬電子技術(shù)，由分立元件和模擬集成電路構(gòu)成。早期的波形發(fā)生器的機構(gòu)復(fù)雜，功率較大，因此發(fā)展緩慢。 波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r早在上世紀(jì)20年代就出現(xiàn)了作為測量儀器的波形發(fā)生器[1]。因此隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)今對信號源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度和頻率范圍以及信號波形的形狀提出越來越高的挑戰(zhàn)。雷達(dá)、通信、宇航、遙控遙測技術(shù)和電子系統(tǒng)等領(lǐng)域都隨處可見波形發(fā)生器的應(yīng)用。第1章 緒論167。另外在文章中，還分散對兩種設(shè)計方案的原理、特點、實現(xiàn)方式、性能比對和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行說明。本次設(shè)計運用Keil c軟件采用C語言進(jìn)行軟件設(shè)計，使用仿真軟件Proteus進(jìn)行系統(tǒng)功能校驗，并使用Protel軟件制作印刷電路板（PCB）。本方案擴展有LED顯示模塊和鍵盤模塊，且可以實現(xiàn)頻率和幅值的連續(xù)可調(diào)，具有良好的人機交互性，因此在低頻需求的教學(xué)實驗領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。本文介紹了兩種基于89C51單片機和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832產(chǎn)生所需波形的波形發(fā)生器設(shè)計方案，兩種方案各有千秋，可以滿足不同領(lǐng)域?qū)Σㄐ伟l(fā)生器的需求。在這種情況下，在實際工業(yè)應(yīng)用中往往需要設(shè)計人員自行設(shè)計出所需的波形發(fā)生器，帶來不必要的工程開銷。從上世紀(jì)20年代起，世界上對于波形發(fā)生器的研究與改進(jìn)從未間斷過，到現(xiàn)今已經(jīng)研制出了用于不同頻域的各種高性能的波形發(fā)生器。 經(jīng)濟分析報告 61結(jié)　論 62參考文獻(xiàn) 63致　謝 65附　錄 A 66附　錄 B 67附　錄 C 68附　錄 D 85附　錄 E 95附　錄 E 95附　錄 E 97附　錄 F 98符號說明 Hz赫茲，頻率單位KHz千赫，1千赫(KHz)= 1103赫茲(Hz)MHz兆赫，1兆赫(MHz)= 1103千赫(KHz)GHz吉赫，1吉赫(GHz)= 1103兆赫(MHz)V伏特，電壓單位歐姆，電阻單位K千歐， 1千歐(K)= 1103歐姆()F法拉，電容單位F 微法，1法拉(F)= 1106微法(F)pF皮法，1微法(F)= 1106皮法(pF)s秒，時間單位ms毫秒，1秒(s)= 1103毫秒(ms)s微秒，1毫秒(ms)= 1103毫秒(s)R/RESResistance，電阻C/CAPCapacitance，電容SW撥碼開關(guān)RV滑動變阻器Crystal石英晶振ROMRead only memory，只讀存儲器RAMRandom access memory，隨機存儲器SRAMStatic RAM，靜態(tài)隨機存儲器CPUCentral Processing Unit，中央處理器D/ADigital/Analog，數(shù)/模轉(zhuǎn)換DACDigital/Analog Converter，數(shù)模轉(zhuǎn)換器前　言波形發(fā)生器作為信號源廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、自動控制和科學(xué)試驗等領(lǐng)域。 系統(tǒng)誤差測試及分析 58167。 程控波形發(fā)生器仿真結(jié)果 50167。 PCB設(shè)計 49167。 波形子程序 46167。 硬件波形發(fā)生器軟件設(shè)計 45167。 波形子程序 42167。 按鍵子程序 40167。 程控波形發(fā)生器軟件設(shè)計 40167。 串行通信和供電模塊 38第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 39167。 SRAM模塊 36167。 波形產(chǎn)生及調(diào)幅模塊 34167。 硬件波形發(fā)生器設(shè)計 33167。 LED顯示模塊 31167。 單片機最小系統(tǒng)及I/O擴展模塊 29167。 EDA軟件Protel 28第4章 硬件實現(xiàn)及模塊設(shè)計電路 29167。 仿真軟件Proteus 27167。 計數(shù)器74161 26167。 可編程并行接口電路8255A 23167。 89C51單片機 15167。 系統(tǒng)可行性分析 14第3章 主要芯片及設(shè)計軟件介紹 15167。 程控波形發(fā)生器系統(tǒng)框圖 13167。 靜態(tài)RAM的選擇 12167。 顯示模塊方案設(shè)計 11167。 調(diào)幅方案設(shè)計 10167。 控制器的選擇 7167。 總體方案選擇 5167。 本文研究的主要內(nèi)容 4167。 波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r 2167。 their frequency and amplitude can adjust by user’s need.In this design,we use the Keil c software for software design in C language. And then we use the simulation software Proteus to check system functions, Finally, we use Protel software to produce printed circuit boards (PCB).This design of the two kinds of waveform generator has good precision, low power consumption, high data transmission speed, great reliability, and good economy value. To a certain extent, it is worthy of being further developed.KEY WORDS：waveform generators, MCU, DAC0832, programmable WG design, hardware WG design4目　錄 前　言 1第1章 緒論 2167。本次設(shè)計的兩種波形發(fā)生器具有精度高、誤差小、功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速度快、可靠性高等特點，且具有良好的經(jīng)濟性，具有一定的開發(fā)價值。本次設(shè)計的兩種方案均能產(chǎn)生頻率、幅值可調(diào)的正弦波、三角波、鋸齒波和方波四種波形。其中，程控波形發(fā)生器設(shè)計方案運用單片機執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，再由單片機通過定時器定時控制將波形數(shù)據(jù)送給DAC轉(zhuǎn)換輸出波形，本方案擴展有LED顯示模塊和鍵盤模塊，具有良好的人機交互性。為了實驗、研究以及工業(yè)需要，研制一種功能齊全、使用方便的波形發(fā)生器十分重要。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）本科畢業(yè)設(shè)計論文基于51單片機的波形發(fā)生器設(shè)計摘 要波形發(fā)生器作為信號源廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、自動控制和科學(xué)試驗等領(lǐng)域。目前國內(nèi)市場上波形發(fā)生器種類匱乏，價格昂貴。本文介紹了兩種基于89C51單片機和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832產(chǎn)生所需波形的波形發(fā)生器設(shè)計方案，兩種方案各有特色，可以滿足不同領(lǐng)域?qū)Σㄐ伟l(fā)生器的需求。硬件波形發(fā)生器設(shè)計中，單片機執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)或從上位機接受波形數(shù)據(jù)寫入外部RAM中，然后由外部電路控制從RAM中取出波形數(shù)據(jù)送于DAC轉(zhuǎn)換輸出波形，本方案可以產(chǎn)生高頻波，且具有良好的可升級性。本次設(shè)計運用Keil c軟件采用C語言進(jìn)行軟件設(shè)計，使用仿真軟件Proteus進(jìn)行系統(tǒng)功能校驗，并使用Protel軟件制作印刷電路板（PCB）。關(guān)鍵詞：波形發(fā)生器，單片機，DAC0832，程控波形發(fā)生器設(shè)計，硬件波形發(fā)生器設(shè)計THE DESIGN OF WAVEFORM GENERATOR BASED ON 51 MCUABSTRACTWaveform generators are widely used in the electronics industry, automatic control and scientific experiments and other fields. Currently, waveform generators, in domestic market, are very limit. So the development of a waveform generator which is fully functional and easy to use is very important for experimental, research, and industrial needs.This article describes two schemes of the design of waveform generator (WG) based on 51 MCU and DAC 0832 chip. And the two schemes have their own advantages to meet different areas’ need. Among them, in the scheme of programmable WG design, we use the MCU to generate waveform data, and then use the timer timing to control DAC converter which translate the waveform data into the output waveform. This scheme expanded with LED display module and keyboard module, which has a good humanmachine interaction. In hardware WG design scheme, we use the MCU to generate waveform data or accept the data from PC, and then transfer this data to external RAM. Specially, we use an external circuit to control the DAC conversion. This design can generate highfrequency waves, and it also has good scalability. What’s more, these two schemes can produce four kinds of waveforms (sine, triangle, sawtooth and square wave)。 選題背景 2167。 選題意義 3167。 章節(jié)安排 4第2章 波形發(fā)生器系統(tǒng)方案設(shè)計及選擇 5167。 子系統(tǒng)模塊方案選擇 7167。 調(diào)頻方案設(shè)計 7167。 按鍵方案設(shè)計 10167。 D/A轉(zhuǎn)換器的選擇 11167。 系統(tǒng)總體框圖 13167。 硬件波形發(fā)生器設(shè)計框圖 13167。 主要芯片介紹 15167。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832 21167。 定時器555 25167。 設(shè)計軟件介紹 27167。 編程軟件Keil C51 28167。 程控波形發(fā)生器設(shè)計硬件電路 29167。 波形產(chǎn)生及調(diào)幅模塊 30167。 按鍵模塊 32167。 單片機最小系統(tǒng)及I/O擴展模塊 33167。 調(diào)頻模塊 35167。 按鍵模塊 37167。 系統(tǒng)軟件編程語言方案設(shè)計 39167。 主程序 40167。 顯示子程序 41167。 定時器中斷子程序 43167。 主程序 45167。 數(shù)模轉(zhuǎn)換子程序 48第6章 PCB設(shè)計與系統(tǒng)調(diào)試 49167。 系統(tǒng)調(diào)試 50167。 硬件波形發(fā)生器仿真結(jié)果 54167。 系統(tǒng)功能實現(xiàn)情況 59167。雷達(dá)、通信、宇航、遙控遙測技術(shù)和電子系統(tǒng)等領(lǐng)域都隨處可見波形發(fā)生器的應(yīng)用。但是我國對波形發(fā)生器的研究起步較晚，國內(nèi)市場上波形發(fā)生器種類匱乏，價格昂貴，且多用于航天軍事等領(lǐng)域。所以說研制一種功能齊全、使用方便的波形發(fā)生器十分重要。其中，程控波形發(fā)生器設(shè)計方案運用單片機執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，再由單片機通過定時器定時控制將波形數(shù)據(jù)送給DAC轉(zhuǎn)換輸出波形，由于軟件的限制產(chǎn)生波形的上限頻率受到限制無法在本方案內(nèi)尋求突破方法。硬件波形發(fā)生器設(shè)計中，單片機執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)或從上位機接受波形數(shù)據(jù)寫入外部RAM中，然后由外部電路控制從RAM中取出波形數(shù)據(jù)送于DAC轉(zhuǎn)換輸出波形，本方案雖然無法像程控方案那樣方便的調(diào)節(jié)波形信息，但是可以產(chǎn)生高頻波，且具有良好的可升級性，可以用于對高頻信號需求的領(lǐng)域。本文著重介紹了在設(shè)計過程中的方案選擇以及兩種硬件和軟件電路的設(shè)計，也對設(shè)計所使用的芯片及功能進(jìn)行簡要介紹，并對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行誤差和經(jīng)濟性分析說明系統(tǒng)的可行性。以便于讀者能夠通過本篇文章對本次設(shè)計全面理解。 選題背景波形發(fā)生器又名信號源，廣泛應(yīng)用于電子電路、自動控制和科學(xué)試驗等領(lǐng)域。如今作為電子系統(tǒng)“心臟”的信號源的性能很大程度上決定了電子設(shè)備和系統(tǒng)的性能的提高。167。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，波形發(fā)生器實現(xiàn)了從定性分析的測試儀器到用于測試接收機的標(biāo)準(zhǔn)波形發(fā)生器的轉(zhuǎn)變。伴隨著晶體管的問世所帶來的電子領(lǐng)域的巨大變革，于1964年研制出了第一臺全晶體管的波形發(fā)生器。這種波形發(fā)生器電路尺寸大，價格貴，功耗高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一，且由于模擬器件存在漂移輸出波形的幅度穩(wěn)定性差。70年代隨著微處理器的出現(xiàn)，波