基于单片机的函数信号发生器设计..
毕 业 设 计（论文） 题 目:基于单片机的函数信号发生器设计
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2013年 12 月 5 日 摘 要 本文以AT89C51单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用了数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合，输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、锯齿波，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。波形和频率的改变可以通过软件来控制，幅度的改变可以通过硬件实现。本文介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。本系统可以产生最高频798.6HZ的波形。该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全等优点。
关键词：AT89C51；单片机；DAC；数字波形合成；低频信号发生器 目 录 第一章 绪论 ………………………………………………………………………1 1.1 研究内容 ……………………………………………………………………1 1.2课题的来源与技术背景 ……………………………………………………1 1.3研究信号发生器的目的及意义 ……………………………………………1 1.4单片机概述 …………………………………………………………………2 1.5信号发生器的分类 …………………………………………………………2 第二章 方案的设计与选择 …………………………………………………………2 2.1 方案的比较 …………………………………………………………………2 2.2 设计原理 ……………………………………………………………………3 2.3 设计思想………………………………………………………………………4 2.4 设计功能 ……………………………………………………………………4 第三章 硬件设计 ……………………………………………………………………5 3.1 硬件原理框图 ………………………………………………………………5 3.2 主控电路 ……………………………………………………………………5 3.3 数/模转换电路 ………………………………………………………………7 3.4波形产生模块设计 ……………………………………………………………7 3.5 键盘显示模块的设计 ………………………………………………………8 3.6时钟电路 ………………………………………………………………………9 3.7运算放大电路和低通滤波电路 ………………………………………………9 3.8 显示电路 ……………………………………………………………………10 3.9 程序流程图 …………………………………………………………………10 第四章 安装调试及测量数据分析…………………………………………………11 4.1调试过程 ……………………………………………………………………11 4.2出现的问题与解决的方法 …………………………………………………11 4.3实验波形图 …………………………………………………………………12 第五章 小结 ……………………………………………………………………13 参考文献 ……………………………………………………………………………13 附录 …………………………………………………………………………………14 1
第一章 绪论 1.1 研究内容 本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将采用编程的方法来实现三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的发生。根据设计的要求，对各种波形的频率和幅度进行程序的编写，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中，当接收到来自外界的命令时，需要输出某种波形时可以调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，将波形从信号发生器的输出端口输出。 1.2课题的来源与技术背景 无论是在生产上还是在科研与教学上，信号发生器都是电子工程师仿真实验的最佳工具。随着我国经济和科技的发展，对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求，信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类，因此开发信号发生器具有重大的意义。传统的信号发生器采用专用芯片，不仅成本高，而且控制方式不灵活。本设计充分利用单片机能灵活的控制、丰富的外设处理能力，并采用DDS技术，实现频率、幅值可调的函数波形的输出，同时可以根据需要方便地实现各种比较复杂的调频、调相和调幅功能，其具有良好的实用性。 根据其频率发生方法又可分为谐振法和合成法两种。一般的传统发生器都是采用的谐振法，即用具有频率选择性的回路来产生正弦振荡，从而来获得所需频率，也可以根据频率合成技术来获得所需频率。 利用频率合成技术制成的合成波形发生器，通常被称为频率合成器或频率综合器。频率综合器是指利用频率合成技术合成的频率源，它常常是没有调制的，也没有足够宽的和足够准确的输出电平调节，其工作范围往往也不宽，最小频率间隔也比较大，一般用作专用设备使用，或做某一个系统中的一个组成部分。 1.3研究信号发生器的目的及意义 波形发生器是信号源的一种，主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中，它的应用非常广泛。它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。 2
随着信息技术的蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又重新繁荣起来。不过现在新的台式仪器的形态，和几年前的己有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半。 1.4单片机概述 随着大规模集成电路技术的发展，中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口，以及其他一些计算机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机，简称为单片机。单片机具有体积小、成本低、性能稳定、使用寿命长等特点。其最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中，这是其他计算机和网络都无法做到的。 1.5信号发生器的分类 信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也有很多。按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。按照输出波形分类可以分为：正弦信号发生器和非正弦信号发生器，非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器，函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。
第二章 方案的设计与选择 2.1 方案的比较 方案一：采用单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。 方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达到输出频率覆盖系数的 3
要求，且电路复杂。 方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。 鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二的电路复杂，频率覆盖系数难以达标等缺点，所以决定采用方案三的设计方法。它不仅采用了软件和硬件的结合，即用软件控制硬件的方法来实现，从而使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，以使所需硬件的成本不会太高。 2.2 设计原理 数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将89C51配置键盘及其接口、显示器及其接口、数/模转换及其波形输出、指示灯及其接口等四部分，即可构成所需的波形发生器，其信号发生器构成原理框图如图（2-1）所示。
2. 图（2-1） 89C51是整个波形发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，产生各种各样的信号，并从键盘接收数据，进行各种功能的转换和信号幅度的调节。当数字信号经过接口电路到达转换电路时，将其转换成模拟信号，也就是所需要的输出波形。 波形ROM表示将信号一个周期等间距地分离成64个点，储存在单片机得ROM内。具体ROM表示通过MATLAB生成的，例如正弦表，MATLAB生成的程序如下： x=0:2*pi/64:2*pi; y=round(sin(x)*127)+128
89C51 单片机 接口 电路 D/A 转换器 滤波放大 输出 4
2.3 设计思想 （1）利用单片机产生方波、正弦波、三角波和锯齿波等信号波形，信号的频率和幅度可变。 （2）将一个周期的信号分离成256个点（按X轴等分），每两点之间的时间
间隔为T，用单片机的定时器产生，其表示式为：T=T/256。 如果单片机的晶振为12MHz，采用定时器方式0，则定时器的初值为： X=213—T/Tmec (2.1) 定时时间常数为： TL =（8192—T）/MOD256 (2.2) TH=(8192T)/256 (2.3) MOD32表示除32取余数
（3）正弦波的模拟信号是D/A转换器的模拟量输出，其计算公式为： Y=（A/2sint）+A/2 (其中A=VREF) (2.4) t=NT (N=1~256) (2.5)
那么对应着存放在计算机里的这一点的数据为：
（2.6） （4）一个周期被分离成256个点，对应的四种波形的256个数据存放在以TAB1--TAB4为起始地址的存储器中。 2.4 设计功能 （1）本方案利用8155扩展8个独立式按键，6个LED显示器。其中“S0”号键代表方波输出，“S1”号键代表正弦波输出，“S2”号键代表三角波输出，“S3” 号键代表锯齿波输出。 （2）“S4”号键为10Hz的频率信号，“S5”号键为100Hz的频率信号，“S6”号键为500Hz的频率信号，“S7”号键为1KHz的频率信号，6个LED显示器输出信号的频率值，选用共阳极LED。 （3）利用两片DAC0832实现幅度可调的信号源，（其中一片用来调节幅度，另外一片用来实现信号源的输出）。 （4）频率范围：10~1000Hz。 （5）输出波形幅度为0～5V。
基于单片机的信号发生器的设计
摘要信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。
所以本设计使用的是89C52单片机构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。
在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。
在单片机的输出端口接DAC0808进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。
在介绍DAC0808芯片特性的基础上,论述了采用DAC0808芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。
对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。
本系统利用89C52设计一个函数信号发生器，详细说明了其实现过程。
本系统使用汇编语言编写，用89C52单片机来实现各模块功能，使用PROTEUS进行仿真。
本文描述使用汇编语言和PROTEUS仿真实现函数信号发生器的基本功能，实现了方波、三角波、正弦波、锯齿波，本文给出了源程序、各模块的连接图以及仿真图，并做出了详细的分析。
关键词：单片机，DAC0808，信号发生器Based on single-chip signal generator designAuthor：Ma LingangTutor：Li ZhigangAbstractSignal-generator is a kind of signal source in common 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 89C52 single-chip microcomputer constitute of wave-form generator, which can generate triangle wave, square wave, sine wave etc variety wave-form, 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 form-frequency and the choice of wave-form, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0808 to carry on a DA conversion，again pass operation amplifier to put an end exportation wave-form.Based on the introduction of DAC0808 , 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.This system uses 89C52 designed a function signal generator, describes detailedly the implementation process. The system uses the Assembler language, realizing every function uses 89C52, applying PROTEUS to simulate in order to realize the function every modules. This article describes the use of Assembler language and PROTEUS simulation, to achieve the basic functions of the Function signal generator, realized square-wave, triangle wave, sine wave, saw-tooth wave ,This article gives the original program and the simulating diagram and the combination of all of the modules, gives detail analysis of every simulating diagram as well.Key Words: Single chip microcomputer，DAC0808，Signal generator目录1绪论 (1)1.1信号发生器简述 (1)1.2单片机简述 (1)1.3本课题的研究内容 (3)2 波形发生原理 (4)2.1波形的生成原理介绍 (4)2.2波形频率与相位的调整 (5)2.3波形幅值的改变 (5)2.4三波异相同步输出 (5)3 系统硬件设计 (7)3.1D／A转换模块设计 (8)3.2显示电路设计 (10)3.3时钟电路设计 (11)3.4按键键盘的设计 (12)3.5复位电路模块的设计 (12)4 系统软件设计 (14)4.1软件的总体设计 (14)4.2软件功能设计 (14)4.3方波的发生流程 (20)4.4锯齿波发生流程 (21)4.5三角波的发生流程 (22)4.6正弦波的发生流程 (24)5 仿真结果 (26)5.1PROTEUS软件仿真过程 (27)5.2仿真结果 (29)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)1绪论1.1信号发生器简述信号发生器作为一种为在雷达通信等领域有重要应用的电子测量工具。
基于AT89C52单片机信号发生器设计
目录引言 (2)一设计任务 (2)1设计内容 (2)2设计要求 (2)二芯片功能介绍 (2)三总体功能图和总原理图 (4)四程序流程图 (5)1 锯齿波程序流程图 (5)2 三角波程序流程图 (5)3 梯形波程序流程图 (6)4 方波程序流程图 (7)5 正弦波程序流程图 (8)6 整体程序流程图 (9)五程序设计 (10)六仿真测试 (13)七总结与体会 (16)八参考文献 (16)九致谢....................................................................... 错误!未定义书签。
引言信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
这次的设计分为五个模块：单片机控制及显示模块、数模转换模块、波形产生模块、输出显示模块、电源模块。
使用AT98C52作为主控台结合芯片DAC0832产生1HZ-10HZ频率可调的五种信号波（锯齿波、三角波、方波、梯形波、正弦波）。
这几种波形有几个开关控制，可以随意进行切换，十分方便。
另外，波形的频率和振幅也可以通过开关进行更改。
可以说这次的设计操作简单，内容丰富，而且电路快捷明了。
1设计任务1.1设计内容以单片机为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波、梯形波等），且频率、幅度可变的函数发生器。
1.2设计要求设计借口电路，将这些外设构成一个简单的单片机应用系统，画出接口的连接图和仿真图，并编写出控制波形的程序。
2芯片功能介绍2.1、DAC0832芯片介绍：DAC0832为一个8位D/A转换器,单电源供电,在+5~+15V范围内均可正常工作。
基准电压的范围为±10V,电流建立时间为1μs,CMOS工艺,低功耗20mW。
DAC0832的内部结构框图如下图所示。
图2.1 DAC0832的内部结构框图2.2 DAC0832的外部引脚及功能介绍图如下：图2.2 DAC0832介绍2.3 DAC0832的应用：DAC0832一是用作单极性电压输出，二是用作双极性电压输出，最后是用作程控放大器。
基于51单片机的函数信号发生器的设计
１前言
Ｉ Ｌ 这种方法 无需改变硬件电路。 这种方法 可以使信号的精度很高（ 编
， 许可使 电路得到一定程度上的简化。 波 彤 发 中器 ， 是 ‘ 种 怍 为 测试 ｝ ｛ ｊ 的ｆ 吉号源 ． 是 当 下 很 多 电子 设 程产生的足数字信号） ｛ 三 程序 和生成波彤的子程序 共同组成了系统软件设计 ， 生成 波 计 要 啪 到 的 仪器 。 现 如今是 科 学 技 术千 ｎ 设 备高 速 智 能 化 发展 的 科 技 形的ｆ程序 的编程是软件设计的主要内容 ， 各种波形通过编程来 得 信息社会 ， 集成 电路发展迅猛 ， 集成电路 能简单￣ ｔ ＰＩ ： － 成锌式各样 的
选择 角波 ， 绿 色Ｉ …） ｆ （ 』 亮起 。 ｌ 雨数 信 ’ 发 生 器 频 率 最 高 叮达 到
系统容易设 计、 性能好 、 性价 比相对其他来说更高， 能用在很多要用
到 低 频信 号 源 的 地 方 。 参 考 文 献
．
整 个系统根据功能分成 以下模块编程 ： （ １ ） 主程序模块 ； （ ２ ） 三角波 波形发！ ￡ 器， 将 其他 信 号波 形 发生 器 ＿ ｒ 用集 战 电路 实 现 的信 号 波 形 到。 幔块 ； （ ３ ） 正弦波模块 ； （ ４ ） 方波模块 ； （ ５ ） 延时子程序模块等 。 通过利用 发乍器进 行对 比， 波形质量 、 幅度和频率稳定性等忡能指标 ， 集成电
示 波 Ｌ 。 按 照 对 作 品 的 设 一 研 圳 换三种 不同波形。 １ ０ ３ 为可调 电阻， 用于 幅值 的调节。 自锁开 关 究， 编 程 序 ， 来 观 符种 波 形 的频 率 干 ¨ 幅 值数 值 ｊ 甍 求制 配 ， 然 起剁 电源歼关的作用。 置个发光 ＿ ． 极管分别对应三种波形用于识别
基于单片机的多功能函数信发生器的设计
基于单片机的多功能函数信发生器的设计 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】西南交通大学本科毕业设计（论文）（基于单片机的多功能函数信号发生器设计）年级:2011学号:2011XXXX姓名:XXX专业:电子信息工程指导老师:XXX年月院系专业年级姓名题目指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章)成绩答辩委员会主任 (签章)年月日班学生姓名 XXX 学发题日期：2015 年3月9 日题目基于单片机的多功能函数信号发生器设计1、本论文的目的、意义信号发生器无论在我们的教学实验中，还是在严谨的科学研究中，它都发挥着不可替代的作用。
但是我们都知道，实验室中用到的经典函数信号发生器产生的信号不够稳定，频率和幅值容易发生抖动，因为它们使用纯硬件设计。
并且它们往往价格还很昂贵。
而使用单片机为主控的信号发生器有着设计方便、价格便宜，易于扩展等优点。
所以本文就用单片机来设计多功能函数信号发生器，没有传统信号发生器的那些缺点。
这不仅能提高个人的思维动手能力水平，还将会进一步扩大单片机的发展。
2、学生应完成的任务研究的目的和意义：设计新型的函数信号发生器；系统设计：比较各个设计方案，选取一个比较合适的设计方案；硬件设计：包括使用Proteus软件搭建仿真模型和焊接信号发生器实物；软件设计：用Keil软件编写程序并能使仿真和实物能正常运行并产生波形；总体研究结论：总结设计函数信号发生器过程中遇到的问题和得到的收获。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周）第一部分资料收集、整理和方案提出 ( 2周)第二部分总体设计方案和组成方案图 ( 2周)第三部分实现过程 ( 3周)第四部分仿真分析和硬件验证 ( 5周)第五部分论文书写、整理和装订 ( 3周) 评阅及答辩( 1周)备注指导教师：关海川 2015年3月9日审批人： 2015年月日摘要信号发生器也叫振荡器或者信号源，在现如今的科学研究和生产实践中有着很重要的作用。
基于单片机函数信号发生器设计-文档资料
仿真结果与分析
• 根据我的设计的要求，在Protues仿真软件运行下，我要对以下性能 做出测试：（1）拨码开关是否正确对应四种不同的波形。（2）当拨 码开关打开后能否正确输出波形 • 经过多次修改程序最后调试出来理想的效果后，正弦波如图：
正弦波形
4/10/2019
• 调试后的三角波如图 ：
4/10/2019
4/10/2019
系统结构框图
显示 电路 数/模转 换电路 放大 电路
单 片 机
键盘 电路
复位 电路
波形 输出
4/10/2019
DAC0832引脚结构图
4/10/2019
软件设计
• 总体设计
• 本文中子程序的调用是通过按键的选择来实现，在取得拨码按键 开关相应的键值后，再直接查询程序中预先设置的函数值，通主函数 采用查询方式，通过不断扫描P1口的状态来确定调用不同的函数，产 生不同的波形，程序共有4个子函数，分别用来产生不同的波形。
三角波形
• 调试后的锯齿波如图 ：
4/10/2019
锯齿4/10/2019
方波波形
• 问题及结果
• 问题：（1）这次实物设计在完成的过程中出现了虚焊的现象。需用 万用表检查具体的情况。该产品能用于日常实验测试工作中，所以产 品的实际使用情况还需要实践检验。（2）制作中出现了仿真中能够 通过，但是制作实物单片机却没有反应，最终更换了电阻解决了问题。 • 最后的实物如图 ：
4/10/2019
方案论证
方案一：主控模块采用AT89S52单片机作为系统的控制器， 又有以下两种情况。 第一种为：AT89S52芯片中每一路模拟输出与DAC0832芯 片相连，构成多个DAC0832同步输出电路。 第二种：AT89S52芯片中只有一路模拟输出或几路模拟信 号非同步输出，这种情况下CPU对DAC0832 执行一次写操作， 则把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832的输出模拟信号 随之对应变化。 方案二：采用单片函数发生器（如8038），8038可同时产 生正弦波、方波等。 鉴于方案一中第一种方法的信号频率不够稳定和方案二的 电路复杂，频率覆盖系数难以达标等缺点，所以决定采用方案 一中第二种方法的设计方案。
基于单片机的多功能函数信号发生器设计（可编辑）
毕业论文设计题目名称: 基于单片机的多功能函数信号发生器设计题目类型: 毕业设计院 (系): 电子信息学院专业班级:学生姓名:指导教师:辅导教师:时间:2013年3月至2013年6月目录长江大学毕业设计论文任务书I毕业设计(论文)开题报告III长江大学毕业论文设计指导教师评审意见X长江大学毕业论文设计评阅教师评语XI长江大学毕业论文设计答辩记录及成绩评定XII中文摘要XIII英文摘要XIV1 绪论11.1单片机概述 11.2函数发生器的分类 11.3 研究内容 22 方案的设计与选择3 2.1 方案的比较 32.2 设计原理 32.3 设计思想 42.4 设计功能 43 主要器件介绍 63.1 AT89C51简介 63.2 8255简介 83.3 DAC0832简介83.4 数码管显示原理9 4硬件设计114.1 硬件原理框图 114.2 主控电路114.3 数/模转换电路12 4.4 按键接口电路 134.5 时钟电路144.6 显示电路155 软件设计165.1 设计构思165.2 程序流程图165.3 波形图226 结论25参考文献27附录1 电路原理图28附录2 源程序 29附录3 器件清单40长江大学毕业设计论文任务书学院(系)电子信息学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名指导教师/职称1.毕业设计论文题目:基于单片机的多功能函数信号发生器设计2.毕业设计论文起止时间:2013年3月11日~2013年6月10日3.毕业设计论文所需资料及原始数据(指导教师选定部分)1 王世虎,刘明杰,李晓峰.基于C8051F单片机信号发生器设计与应用[J].中国科技信息,20092 徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].电子工业出版社,20053 张洪涛,万红,杨述斌,数字信号处理[M].华中科技大学出版社,20064 徐爱钧.8051单片机实践教程[M].电子工业出版社,20055 CNKI中国知网上关于利用单片机设计信号发生器的期刊论文,硕士论文等4.毕业设计论文应完成的主要内容 (1)熟悉单片机开发方法,熟练掌握汇编语言; (3)探讨单片机产生方波,正弦波,三角波的方法;(3)研究产生任意波形的方法;(4)设计单片机和DA转换器的连接方法;(5)设计单片机驱动DA转换器的汇编语言程序,并调试5.毕业设计论文的目标及具体要求要求熟练掌握单片机的开发流程。
【论文】基于单片机的函数发生器的设计和实现(毕业论文).docx
我汉科牧女曇屮南今機本科毕业设计（论文）题目：基于单片机的函数发生器的设计和实现学院：信息工程学院专业: _______________________ 学 #: ________________________ 学生姓名：___________________ 指导教师：___________________-O一一年五月八日基于单片机的函数发生器的设计和实现XXX摘要函数发生器是一种用于产生标准信号的电子仪器，它广泛用于工业生产、科研和国防等各个领域中，所以论文选题具有一定的实用意义。
本文在介绍了函数发生器的基本概念及原理的基础上，核心采用AT89C52单片机，完成了简易的DDS函数发生器的硬件设计和软件编程，并通过调试实现了其功能和主要技术指标。
在系统的硬件部分，设计了由单片机最小系统为核心、通过接口设计，扩展了DAC转换模块、按键和LED显示模块。
其中，采用两片DAC0832实现了全数字化的频率合成器（简称DDS）。
系统的软件设计是在ke订uVision4的集成开发环境下，采用C语言完成了应用系统软件编程, 包括主程序、产生四种常用信号的程序、按键功能和显示子程序等电脑模块；模块化的编程使得程序具有可读性和易于维护的特点。
最后，作者用protel 99SE设计并制作了函数发生器的印制电路板PCB；并完成了样机的制作和调试。
在实验室里，进行了测试，结果表明系统达到设计要求。
关键词：信号发生器,AT89C52,keilc51MCU-based Function Signal Generator DesignXiongChengshuangABSTRACTThe function generator is one kind uses in producing the standard signal electronic instrumentation, it widely uses in the industrial production, the scientific research and the national defense and so on each domain, therefore the paper selected topic has certain practical significance.This article lay between the Shao function generator the basic concept and in the principle foundation, used at89C52 monolithic integrated circuit is the core, has completed the simple DDS function generator hardware design and the software programming, and has realized its function and the major technique target through the debugging.In system's hardware part, has designed by the monolithic integrated circuit smallest system for the core, through the connection design, expanded the DAC transformation module, the pressed key and the LED display module. And, used two piece of DAC0832 to realize Entire digitized frequency synthesizer (i.e. DDS). System's software design is under the keil uVision4 integrated development environment, used the C language to complete the application system software programming, including the master routine, had four kind of commonly used computer modules and so on signal procedures, pressed key function and demonstration subroutine; The modular programming enables the procedure to have the characteristic which the readability and easy to maintain.Finally, the author designed and has manufactured function generator print circuit wafer PCB with protel 99SE; And has completed prototyped manufacture and the debugging. In the laboratory, has carried on the test, finally indicated that the system achieves the design requirements.Key words：Signal generating device, 89C52,keilc51目录前言 (1)第1章函数发生器系统设计 (2)§1.1设计方案的比较 (2)§ 1. 2系统模块设计 (2)§ 1.2. 1控制模块 (3)§1.2.2按键及其显示模块： (3)§1.2.3波形产生模块 (3)§1.2.4 D/A 转换 (3)§1.3系统总体框图 (3)§ 1.4理论分析 (4)§ 1. 4. 1电路的理论计算 (4)§ 1.4.2波形产生相关理论 (6)第2章系统硬件电路的设计 (8)§2. 1单片机的接口电路 (8)§ 2. 2幅度控制模块 (10)§ 2. 2. 1单片机与DAC0832的接口 (10)§ 2. 2. 2 DAC0832与运放的连接 (10)第3章系统软件设计 (13)§ 3. 1系统软件设计方案 (13)§ 3. 2系统软件流程图 (14)§3.3信号产生程序 (15)§ 3. 3. 1正弦波产生 (15)§3. 3. 2三角波产生 (15)§3. 3. 3方波产生 (15)§3. 3. 4锯齿波的产生 (16)第4章系统调试与测试 (17)§4. 1 调试 (17)§ 4. 2 测试 (19)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)刖吕函数发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
基于单片机的函数信号发生器
基于单片机的波形发生器一设计目标设计一台基于单片机的函数信号发生器，能实现以下基本功能：1、波形：方波、正弦波、三角波、锯齿波2、幅值电压：0V到5V3、频率：0K到10K4、输出极性：双极型。
使用操作如下：1、上电，系统初始化，数码管显示6个0，等待输入设置命令。
2、按“F”、“V”、“W”键，分别进入频率、幅值、波形设置，数码管显示“-”。
输入相应的参数，显示参数值，按“CL”键，清除所有已设定参数，参数设定完毕按“EN”键，数码管显示波形的编号、频率、电压幅值等。
3、波形发生器输出信号时，按下任意键可停止信号输出，等待重新设置参数。
4、要停止使用波形发生器，可按复位按键，将系统复位，然后关闭电源。
二方案选择1、MCU方案目前市场上的单片机种类繁多，各有长短。
其中51系列单片机技术成熟，价格低廉，是应用最广泛的单片机系列。
A T89C51单片机是51系列当中的一种，它是美国A TMEL 公司的8位Flash单片机，以MCS-51为内核，其内部具有4K FEPROM，可以满足一般的小应用系统的程序存储要求。
为了缩小硬件电路空间，这里可以选择20dip封装的A T89C2051单片机，这个CPU除了没有P0口、P2口及其它4个控制管脚外其他功能与A T89C51完全一样。
2、人机交互电路方案人机交互主要分为用户输入和系统输出两个部分(这里只讨论对用户输入数据的回显总分，波形的输出总分在后面讨论)。
最常用的用户输入工具是键盘，键盘和显示往往是紧密地联系在一起，成对出现的，市场上因此也就有多种键盘显示控制器。
人们通常的键盘选择方案有以下几种：1)用通用可编程并行接口芯片8255构成一个键盘显示控制器，这是一种常用的方案，因为8255使用简单，货源充足，尤其适用于简单的系统中。
2)专用可编程键盘显示控制器8279也是一种常用的键盘显示选择方案，8279与MCU的接口是通过并行数据口相联的，可以同时控制8位数码管显示和8×8键盘矩阵，由于数据的输入输出口都是并行数据口，因此线路连接比较复杂。
基于单片机的函数信号发生器—毕业设计
基于单片机的函数信号发生器—毕业设计本科毕业设计题目基于单片机的函数信号发生器学院工学院专业农业电气化及自动化毕业届别二〇一一届姓名指导老师杨职称讲师北京农业大学教务处制基于单片机的函数信号发生器二〇一一年六月目录第一章绪论 (4)1.1设计背景及意义 ........................................................4 第二章整体设计 (6)2．1设计思路 .............................................................6 2．2系统硬件设计 .........................................................7 第三章单片机AT89S51介绍 (8)3.1 单片机的选择 ........................................................8 3.2AT89S51主要性能 .....................................................8 3.3AT89S51主要特点 ....................................................9 第四章硬件设计 (10)4.1信号发生部分 .........................................................10 4.2频率计数器部分 (12)4.2.1利用AT89S51计数 ...............................................12 4．3放大电路 ............................................................13 4.4 LED显示器 (14)4.4.1 数码管的选择 ..................................................14 4.4.2数码管段驱动芯片74LS573 .......................................14 4.4.3 键盘电路设计 (15)第五章程序设计 (17)5.1信号频率数据采集程序 (17)5.1.1程序设计的语言 .................................................17 5.2 程序设计 ......................................................18 5.3 正弦波的产生 (18)5.4 方波的产生 (19)5.4.1 方波流程图 ....................................................19 5.4.2 程序设计 .....................................................19 5.5 锯齿波的产生 .. (20)5.5.1 锯齿波产生的流程图 ...........................................21 5.5.2 锯齿波程序设计 ...............................................21 5.6 键盘程序设计 .. (22)5.6.1 键盘扫描程序 .................................................22 5.6.2 键盘处理程序设计 .............................................23 5.7 数码管程序设计 ......................................................25 设计总结 .................................................................. ..25 参考文献 .................................................................. ..26 致谢 ........................................................ 错误！未定义书签。
基于51单片机的DDS函数信号发生器的设计
基于51单片机的DDS函数信号发生器的设计
本文介绍基于51单片机的DDS函数信号发生器的设计。
系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，通过程序设计方法产生锯齿波、正弦波、三角波、矩形波四种波形，通过按键来控制四种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及频率值。
总体系统设计
该系统采用单片机作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换，采用按键输入，利用液晶显示电路输出数字显示的方案。
将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模块。
下图为系统的总体框图
总体方框图
硬件实现及单元电路设计
振荡电路
单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，。