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基于51单片机的多功能信号发生器设计一、设计目的和意义随着电子技术的发展,信号发生器经常要用在各种科学技术领域和工程实践中。
选择适当的嵌入式处理器、DA转换芯片，放大器，设计出一种基于单片机的多功能信号发生器的设计，能够实现键盘控制下输出正弦波、方波、三角波等波形。
二、设计原理利用51单片机采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产1Hz—3kHz的波形。
通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，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。
三、详细设计步骤1．总体框架图1 系统总体框架2．单片机最小系统设计51单片机是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。
用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图2所示。
由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
其应用特点：(1) 有可供用户使用的大量I/O口线。
(2) 内部存储器容量有限。
(3) 应用系统开发具有特殊性。
图2 51单片机最小系统3．波形产生模块由单片机采用编程方法产生三种波形、通过DA 转换模块DAC0832在进过滤波放大之后输出。
图3锯齿波产生流程图锯齿波产生首先将DAC0832口地址置为4000H ，然后将00H 送入寄存器A 中，DAC0832输出A 的内容，当A 中的内容等于F0H 返回开始，当A 中的内容不为0FH 时，A 的内容累加，从而输出波形。
图4 三角波产生流程图三角波产生首先将DAC0832口地址置为4000H，通过A中数值的加1递增，当A中的内容为0FFH时，A中的内容减1递减，从而循环产生三角波。
图5 正弦波产生流程图正弦波的设计通过查表得图6方波产生流程图首先将DAC0832口地址置为4000H，通过A中内容为0时，输出对应模拟量，然后延时，当A中的内容为0FF时，同样输出对应模拟量，再延时，从而得到方波。
基于89C51单片机的信号发生器基于单片机的信号发生器设计目录摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1波形发生器简介 (3)1.2 单片机相关介绍 (3)1.3 设计意义 (3)1.4 设计内容 (4)第二章方案比较、设计和论证 (4)2.1 单片机方案选择 (4)2.2 D/A转换器接线方式选择 (4)第三章系统设计 (5)3.1 总体系统设计 (5)3.2 硬件实现及单元电路设计 (6)第四章系统调试及仿真 (9)4.1系统仿真 (9)第五章结论 (11)参考文献 (12)附录程序清单 (13)基于单片机的信号发生器摘要：随着电子测量技术与计算机技术的紧密结合，一种新的信号发生器-----波形发生器应运而生。
所谓波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。
单片机作为微型计算机的一个重要分支，有着广泛的应用范围。
本文介绍的是利用89C51单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源，其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。
本设计核心任务是：以AT89C51为核心，结合D/A转换器和DAC0832等器件，用仿真软件设计硬件电路，用汇编语言编写驱动程序，以实现程序控制产生正弦波、三角波、方波、锯齿波四种常用低频信号。
可以通过按键选择波形和输入任意频率值。
关键词：AT89C51单片机；信号发生器；DAC0832第一章绪论1.1波形发生器简介以单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波及其他任意波形。
波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
介绍了单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程、DAC0832 D/A转换器的原理和使用方法、AT89C51以及与设计电路有关的各种芯片、关于产生不同低频信号的信号源的设计方案。
基于单片机的函数信号发生器设计设计基于单片机的函数信号发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备。
它利用单片机控制并产生不同频率、幅度和相位的信号，可以应用于实验室教学、科研实验、电子设备测试等领域。
本文将详细介绍基于单片机的函数信号发生器的设计原理、硬件实现、软件设计和功能实现等方面。
设计原理函数信号发生器的基本原理是使用振荡电路产生基准信号，再通过放大和滤波电路得到所需频率和幅度的信号。
传统的信号发生器采用模拟电路实现，如RC振荡器和多谐振荡器等。
而基于单片机的信号发生器则利用单片机高度集成的特点，通过软件控制实现信号的产生。
硬件实现振荡电路可以采用单片机内部的定时器/计数器模块来实现。
通过合理设置定时器的工作模式、时钟频率和计数值，可以产生所需的频率信号。
放大和滤波电路用于将振荡电路产生的小幅度信号放大到所需的幅度，并进行滤波处理，消除杂散和谐波。
AD转换电路用于将模拟信号转换为数字信号，以供单片机进行处理和输出。
可以采用单片机内部的ADC模块或外部的ADC芯片来实现。
软件设计单片机的驱动程序用于初始化相关外设，如定时器、IO口和ADC等，并提供相应的读写函数接口。
信号发生器的控制程序通过设置定时器的工作模式和时序控制，生成不同频率和波形的信号。
通过ADC转换获得外部设置的幅度参数，并通过PWM输出产生所需的幅度信号。
功能实现波形选择功能通过软件控制输出不同类型的波形信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
频率调节功能通过改变定时器的工作模式和时钟频率，实现信号频率的调节。
可以设置不同的频率范围和分辨率，满足不同应用的需求。
幅度调节功能通过ADC转换获取外部设置的幅度参数，并通过PWM输出产生所需的幅度信号。
可以设置不同的幅度范围和分辨率，实现信号幅度的调节。
相位调节功能通过改变定时器的时序控制，实现信号相位的调节。
可以设置不同的相位范围和分辨率，满足不同实验或测试的需求。
总结基于单片机的函数信号发生器是一种功能强大、灵活性高的电子设备。
基于单片机的函数信号发生器设计引言：函数信号发生器是一种能够产生各种不同波形的仪器，广泛应用于电子实验、仪器仪表测试等领域。
传统的函数信号发生器通常由模拟电路实现，但使用单片机来设计函数信号发生器具有灵活性高、可编程性强的优点。
本文将介绍一种基于单片机的函数信号发生器的设计。
一、设计原理单片机函数信号发生器的设计基于数字信号处理技术，通过使用单片机的计时器和IO口来产生各种不同形状和频率的波形。
其主要步骤如下：1.选择适当的单片机选择一款拥有足够IO口和计时器功能的单片机作为控制核心。
可以使用常见的单片机如ATmega16、STM32等。
2.设计时钟电路通过外部晶振或者内部时钟源，提供稳定的时钟信号。
3.波形生成算法选择合适的波形生成算法，根据算法设计相应的程序来生成正弦、方波、三角波等不同波形。
4.输出接口设计设计输出接口，可以使用模拟输出电路将数字信号转化为模拟信号输出到外部设备，也可以使用DAC芯片来实现模拟输出。
二、硬件设计1.单片机选型在选择单片机时，需要考虑到所需的IO口数量、计时器数量和存储器容量等因素。
对于初学者来说，可以选择ATmega16单片机，它拥有足够的IO口和计时器资源。
2.时钟电路设计为了使单片机能够稳定工作，需要提供合适的时钟信号。
可以使用外部晶振电路或者内部时钟源。
同时，还需要添加滤波电路来排除干扰。
3.输入电路设计如果需要通过键盘或者旋钮来调节频率和幅度等参数，可以设计相应的输入电路。
可以使用AD转换器来将模拟信号转化为数字信号输入到单片机。
4.输出电路设计为了将数字信号转化为模拟信号输出到外部设备，可以使用RC电路或者声音音箱等输出装置。
三、软件设计1.程序框架设计设计程序框架，包括初始化配置、波形生成循环、参数调整等部分。
2.波形生成算法编写根据所选的波形生成算法，编写相应的程序代码。
可以使用数学函数来生成正弦波、三角波等形状，也可以采用查表法。
3.输入参数处理根据设计要求，编写处理输入参数的程序代码，实现参数调整、频率设置等功能。
基于AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用AT89S51作为系统的控制核心，外围电路采用数字/模拟转换电路（DAC0832），运放电路（MC1458），按键，ISP接口等。
通过按键控制切换产生正弦波，锯齿波，三角波，方波，各类型信号的频率统一为100HZ，而幅值在-5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单，性能较好，具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机 ,波形发生器，D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【ABSTRACT】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display .The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【KEY WORDS】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论 (9)1. 波形发生器现状 (9)2. 单片机在波形发生器中的运用 (9)第一章系统设计 (10)1. 系统要求 (11)2. 系统方案选择与论证 (11)3. 系统设计原理与思路 (11)第二章硬件电路的设计 (12)1. AT89S51的介绍 (12)2. 资源分配 (15)3. 最小单片机系统的设计 (15)4. 各模块电路的设计 (17)5. ISP接口 (23)第三章软件设计 (24)1. 主程序的设计 (25)2. 锯齿波程序的设计 (25)3. 三角波程序的设计 (26)4. 正弦波程序的设计 (27)5. 方波程序的设计 (28)第四章测试仿真 (29)1. 软件仿真 (29)2. 仿真结论分析 (30)3. 硬件测试结论分析 (31)绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备，传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建，如应用555振荡电路可以产生正弦波，三角波，方波等波形，传统的波形发生器多采用这种方式设计，这种方式不应用单片机，但是这种方式存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点，在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟震动等领域往往需要低频信号源，而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果，而且低频信号源所需要的RC很大，大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度也难以保证，而且体积大，漏电，体积大是该类波形发生器的显著缺点。
基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版本毕业设计旨在设计一个基于单片机的函数信号发生器，以满足工程实践需求。
设计的信号发生器将具有以下特点：能够输出多种波形、具备可调频率和幅度的功能、具备稳定性和高精度等。
首先，信号发生器的硬件设计包括信号源、滤波电路、放大电路和输出电路。
信号源负责产生基本的信号波形，可以通过设置单片机的IO口电平高低来控制信号的波形。
滤波电路和放大电路主要负责对信号进行滤波和放大处理，以确保输出的波形质量和幅度稳定性。
输出电路则是将放大后的信号输出到外部设备上。
其次，信号发生器的软件设计主要是通过编程控制单片机的IO口来实现波形的生成和调节。
编程方面，可以使用C语言或者汇编语言来编写程序，实现波形的输出、频率和幅度的调节等功能。
在程序的运行过程中，需要通过控制IO口电平的高低来控制信号的形状。
同时，可以使用按键或旋钮等外部输入设备来实现对频率和幅度的调节，以满足用户的实际需求。
最后，在设计的过程中需要注意信号发生器的稳定性和精度。
稳定性主要包括信号的频率稳定性和幅度稳定性。
频率稳定性可以通过使用高精度的时钟源和精确的频率分频电路来实现。
幅度稳定性可以通过使用高精度的放大电路和自动增益控制电路来实现。
精度方面，则可以通过使用高精度的模拟数字转换芯片和时钟源来实现。
总的来说，基于单片机的函数信号发生器在工程实践中具有重要意义。
本设计旨在结合硬件和软件技术，实现一个功能完善、稳定性好、精度高的信号发生器。
通过合理的设计和优化，该信号发生器能够满足工程实践的需求，为相关领域的研究提供信号源支持。
基于单片机的信号发生器的设计设计一个基于单片机的信号发生器，需要考虑以下几个方面：硬件电路设计、软件设计、功能实现等。
1.硬件电路设计在硬件电路设计方面，我们可以使用一个单片机作为控制核心，外接一块DAC芯片来实现信号输出。
DAC芯片可以将数字信号转换为模拟信号，并输出到外部设备。
我们还需要考虑信号发生器的输入和输出接口，这些接口可以用来接收外部信号或者将信号输出到其他设备上。
2.软件设计在软件设计方面，我们需要编写固件程序来控制单片机的工作。
首先，我们需要编写一个初始化程序，在该程序中，我们可以初始化单片机和外接设备。
然后，我们需要编写一个主程序来控制信号生成的方式和参数。
在该程序中，我们可以通过键盘或者触摸屏等方式来输入信号的频率、幅度和波形等参数。
最后，我们需要编写一个输出程序，该程序将信号输出到DAC芯片，并通过其他接口输出到外部设备。
3.功能实现信号发生器可以实现多种功能，如正弦波、方波、三角波、齿轮波等各种波形信号的生成。
根据输入的参数，单片机可以根据对应的算法生成相应的波形信号，并将信号输出到DAC芯片上。
此外，信号发生器可以支持多个输入通道，用户可以选择不同的通道来生成不同的信号。
还可以设置信号的扫描频率和扫描范围等功能。
在设计完成后，我们需要对信号发生器进行测试和优化。
测试可以输出一系列标准信号，比较输出信号与标准信号的差异，以检测发生器的准确性和稳定性。
在优化方面，我们可以考虑改进信号发生器的性能，增强其功能。
例如，可以添加自动扫描功能，支持外部控制信号输入等功能。
总结：基于单片机的信号发生器的设计需要考虑硬件电路设计、软件设计、功能实现等方面。
通过合理的设计和编程，可以实现信号发生器的各种功能，以满足用户的需求。
同时，我们还可以通过测试和优化来提高信号发生器的性能和稳定性。
基于单片机的函数信号发生器设计引言函数信号发生器是一种能够产生各种类型的电信号的仪器。
在电子学、通信工程等领域，函数信号发生器被广泛应用于信号测试、频率测量、波形生成等实验和工程应用中。
本文将介绍一种基于单片机的函数信号发生器设计方案。
一、设计目标本设计的目标是实现一个功能齐全、稳定可靠的函数信号发生器。
主要功能包括产生常见的波形，如正弦波、方波、三角波等；能够调节频率和幅度，以满足不同的实验需求；具备稳定性好、误差小等特点。
二、硬件设计1.单片机选择单片机作为该设计的核心，需要选择性能稳定、功能强大的型号。
常用的单片机型号有AT89C51、ATmega328P等。
选择单片机时，需要考虑到其定时器、ADC等外设功能是否满足要求，以及是否能够方便地编程和调试。
2.信号输出电路设计信号输出电路是函数信号发生器的重要组成部分。
一种常见的设计方案是使用DAC芯片将数字信号转换为模拟信号输出。
选择合适的DAC芯片时，需要考虑其分辨率、采样率、失真度等参数，以及是否支持SPI或I2C等通信接口。
除此之外，还需要考虑输出电路的放大和滤波设计，以确保信号质量。
3.控制电路设计函数信号发生器需要能够通过按键或旋钮控制参数，如频率、幅度等。
因此，设计中需要考虑如何选择合适的控制器件，如按钮开关、数码旋钮或触摸屏等，并设计相应的电路以实现参数调节功能。
4.电源设计函数信号发生器需要一个稳定可靠的电源供电。
一种常见的选择是使用交流电源适配器提供稳定的直流电源。
此外，还需要考虑到功耗问题，选择适当的电源容量以满足整个系统的工作需求。
三、软件设计1.程序框架设计函数信号发生器的软件设计需要考虑到以下几个方面：初始化、参数设置、波形生成和输出等。
程序的框架设计可以遵循一般的流程，如初始化硬件、获取用户输入、生成波形、输出信号等。
2.参数设置功能函数信号发生器需要具备参数设置功能，用户可以通过按键或旋钮调节频率、幅度等参数。
因此，在软件设计中需要考虑到相应的数值输入和显示界面设计。
程序源代码#include <REGX52.H>#include <lcd1602.H>#include <AD9833_Serial.H>void Delay1ms(WORD count);//软件延时函数void display_freq(void); //更新频率函数BYTE code Cursor[]={0xC3,0XC4,0XC6,0XC7,0XC8,0XCA,0XCB,0XCC,0x85};//换算光标位置unsigned int a; //控制长时间不操作隐藏光标unsigned char step=4;//移动光标bit flag=0;//控制光标闪烁unsigned long int code Data []={10000000,1000000,100000,10000,1000,100,10,1}; //换算加减值unsigned long int Freqency_Out=1000; //初始化频率输出值unsigned char Wave_Out=1;unsigned char data DY[3] = {0x00,0x00,0x00} ;unsigned char DA;unsigned long int XS;sbit KEY1 = P1^0;sbit KEY2 = P1^1;sbit KEY3 = P1^2;sbit KEY4 = P1^3;sbit KEY5 = P1^4;sbit KEY6 = P1^5;sbit BEEP = P3^7;sbit din = P3^4;sbit clk = P3^5;sbit cs = P3^6;/*us级延时函数*//*******************************************************************/void DelayuS(unsigned int num){while( --num ) ;}/* 软件延时1*m毫秒*/void Delay1ms(WORD count){BYTE i, j;for( ; count>0; count--)for(i=2; i>0; i--)for(j=248; j>0; j--);}void display_freq(void) //显示频率{unsigned char j;unsigned long int temp;temp=Freqency_Out;tab2[3]=temp/10000000+0x30;//tab2[4]=temp%10000000/1000000+0x30;tab2[6]=temp%10000000%1000000/100000+0x30;tab2[7]=temp%10000000%1000000%100000/10000+0x30;tab2[8]=temp%10000000%1000000%100000%10000/1000+0x30;tab2[10]=temp%10000000%1000000%100000%10000%1000/100+0x30;tab2[11]=temp%10000000%1000000%100000%10000%1000%100/10+0x30;tab2[12]=temp%10000000%1000000%100000%10000%1000%100%10+0x30;WriteLCD(0,0xC0);// 设置显示位置为第二行第一个字for(j=0; j<15; j++){WriteLCD(1,tab2[j]);}switch(Wave_Out){case 1:Load_wave(0x2000,Freqency_Out,0xD000);break;case 2:Load_wave(0x2002,Freqency_Out,0xD000);break;case 3:Load_wave(0x2028,Freqency_Out,0xD000);break;}}void display_Wave(void) //变换波形{unsigned char j;switch(Wave_Out){case 1:WriteLCD(0,0x80);Load_wave(0x2000,Freqency_Out,0xD000);for(j=0; j<10; j++){WriteLCD(1,tab1_1[j]);}break;case 2:WriteLCD(0,0x80);Load_wave(0x2002,Freqency_Out,0xD000);for(j=0; j<10; j++){WriteLCD(1,tab1_2[j]);}break;case 3:WriteLCD(0,0x80);Load_wave(0x2028,Freqency_Out,0xD000);for(j=0; j<10; j++){WriteLCD(1,tab1_3[j]);}break;}// 设置显示位置为第二行第一个字}void initTimer(void) //定时器初始化初值{TMOD=0x2; //方式二TH0=0x49; //200usTL0=0x49;}/*******************************************************************/ /* 蜂鸣器响一声*//*******************************************************************/ void beep(){unsigned char y ;for (y=0 ;y<100 ;y++){DelayuS(60) ;BEEP=!BEEP ; //BEEP取反}BEEP=1 ; //关闭蜂鸣器DelayuS(40000) ;}void TLC5615(DA){unsigned char y;DA<<=6; //舍弃前6 位for(y=0;y<12;y++) //从高到低发送{if((DA&0x8000)==0)din=0;else din=1;//din = x&0x8000; //此处不能用din = x&0x8000;cs=0;clk=1;;;;clk=0;DA = DA<<1;}cs=1;}/* 电压转换与显示*//*******************************************************************/Disp_dianya(){DY[2]=XS/100+0x30 ;DY[0]=XS%100 ;DY[1]=DY[0]/10+0x30 ;DY[0]=DY[0]%10+0x30 ;WriteLCD(0,0x8B);WriteLCD(1,DY[2]);//十位数显示WriteLCD(0,0x8D);WriteLCD(1,DY[1]);//个位数显示WriteLCD(0,0x8E);WriteLCD(1,DY[0]);//小数显示}void main(void) //主函数{unsigned char i;initTimer();//定时器初始化TR0=1;ET0=1;DA=175;//DA初始电压XS=5;//显示初始电压TLC5615(DA);LCD_Initial(); //液晶初始化WriteLCD(0,0x80);// 设置显示位置为第一行第一个字for(i=0; i<16; i++){WriteLCD(1,tab1_1[i]);}//每行16个字，且光标自动右移WriteLCD(0,0xC0);// 设置显示位置为第二行第一个字for(i=0; i<16; i++){WriteLCD(1,tab2[i]);} //每行16个字，且光标自动右移Disp_dianya();DDSIni();//初始化AD9833Load_wave(0x2000,Freqency_Out,0xD000);//1KHz正弦信号display_freq();EA=1; //开启总中断WriteLCD(0,Cursor[step]);// 设置显示位置为第二行第一个字while(1){if(KEY2==0)//Right 光标右移{Delay1ms(50);if(KEY2==0){if(a!=0)//在没有光标时，第一次按下向左，向右按键时，光标不移动，只是显示出光标，并闪烁{step++;if(step==9) step=0;}WriteLCD(0,0x0F); // 开显示，开光标,闪烁WriteLCD(0,Cursor[step]);//显示出当前光标的位置EA=1;a=0; //当有按键按下时，开启定时器，计时开始。
