函数信号发生器的设计

0 引言

在科学技术研究、高等学校教育及生产生活实践中，比如工业自动控制、高等院校实验教学及相关工业试验、生物工程、医学研究等诸多领域，往往都要用到频率较低的函数信号发生器。而在人们的日常生活当中，三角波正弦波及方波信号更是经常用到的信号。比如在电视机、收音机等电子设备当中，经常会用到三角波作为时基电路。而函数信号发生器作为比较常用的电子仪器，在科研、通讯、测控和生产等诸多领域得到了极其广泛的应用。但是目前市面所用到的仪器往往在频率、振幅、波形种类和控制方面都远远不能满足人们的实际需要。再加上半导体集成电路的飞速发展，我们很有必要去研制出一种功耗低、频带宽、波形种类齐全的函数信号发生器。

1 硬件部分的设计

该函数信号发生器的硬件电路主要由系统电源模块、主控器单片机部分、独立按键部分、数码管显示部分、DDS 器以及OP07运算放大器6大模块组成。根据设计要求本系统采用+5V 电压供电。可以通过独立式按键来设定当前所要输出的波形，通过AT89C51单片机来控制DDS 输出相应的波形信号，DDS 所输出的波形信号再经过0P07运算放大器将信号幅值放大，然后再输出。本设计所产生信号的频率通过数码管进行显示。而其输出波形类型通过发光二极管点亮的颜色来显示和区分[1]。

1.1 电源模块设计

供电电路主要采用的是直流线性7805稳压集成电路组成。采用交流电经过降压变压器降压得到电压UAC,然后经过二极管组成的单相桥式整流电路。

1.2 单片机最小系统设计

STC89C52单片机最小系统包括两个电路，一个是时钟振荡电路，另外一个就是复位电路，这两个电路是保证单片机系统正常工作基础。单片机的时钟信号的产生方式主要包括两种：一种是采用内部时钟产生，另外一种是需要另外加时钟来产生。STC89C52单片机内部本身有一个振荡电路，用户使用时需要在单片机的XTAL1和XTAL2两个引脚上接一个晶振，这样就构成了一个自激振荡器，可以使单片机内部产生相应的时钟脉冲信号。

1.3 DDS 输出设计

该函数信号发生器的DDS 输出使用的是DDS 芯片AD9833。AD9833的特点是功耗比较低，并且可对其进行编程的波形发生器，它所产生的波形种类包括正弦波、三角波以及方波信号。

该芯片的输出频率以及相位均可通过编写程序的方式来进行控制，所以调试起来较为简单，而且也不用再接外围电路[2]。AD9833集成电路的频率寄存器是28位，假如我们使用的是频率为25MHZ 的时钟源，那么通过编写程序后就可以产生0.1Hz 的时钟；假如使用的是频率为1MHZ 的时钟源，

and square wave. It can adjust the frequency and amplitude of waveform by MCU using program control, and can realize the switching between the above three waveforms by using keys.Key words : AD9833;AT89C52; DDS module; function signal generator