基于单片机的函数信号发生器课程设计(毕业设计)完整版.

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (1)第二章方案设计与论证 (4)2.1方案一： (4)2.2方案二： (4)2.3方案比较 (4)第三章专用器件说明 (6)3.1 SPCE061单片机介绍 (6)3.1.1性能: (6)3.1.2 应用领域 (6)3.1.3 结构概览 (7)3.1.4通用I/O口的使用： (7)3.1.5 D/A转换 (8)3.1.6 IDE开发平台的使用 (9)3.1.7 PWM输出 (10)3.1.8 SPCE061A的时钟和定时器/计数器 (10)3.2 DM-1602显示器 (14)3.3 运算放大电路 (16)3.3.1 集成运放的电路结构和特点 (16)3.3.2 集成运放电路的组成及各部分的作用 (16)3.3.3 运算放大器电压传输特性 (17)3.3.4集成运放的主要性能指标 (18)第四章系统的硬件电路设计 (19)4.1系统框图 (19)4.2 SPCE061A基本工作电路设计 (19)4.3键盘电路设计 (20)4.4显示电路设计 (21)4.4信号输出电路设计 (22)第五章软件设计 (22)5.1主程序流程图 (22)5.2正弦波信号形成方法 (25)5.3三角波、锯齿波的形成 (26)5.4方波的形成和实现 (26)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录1 程序 (29)第一章绪论测量仪器从宏观上可分为两大类，即激励和检测，激励仪器主要是各类信号发生器。

信号发生器按工作原理可分为:调谐信号发生器、锁相和合成信号发生器。

(1) 调谐信号发生器是由调谐振荡器构成。

传统调谐信号发生器都是由调谐振荡器和统调的调幅放大器(输出放大器)加上一些指示电路构成。

这种信号发生器结构复杂、频率范围窄，而且可靠性、稳定性较差，但其价格低廉。

随着半导体器件的发展，其性能有所改善。

(2) 锁相信号发生器是由调谐振荡器通过锁相的方法获得输出信号频率的信号发┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊生器。

目录1 绪论 (5)1.1 选题背景及意义 (5)1.1.1 本课题的研究现状 (5)1.1.2 选题目的及意义 (6)1.2 设计任务及要求 (6)1.2.1 设计的基本要求 (7)1.2.2 本文结构安排 (7)2 函数发生器系统设计 (8)2.1 设计方案的比较 (8)2.2 系统模块设计 (9)2.2.1 控制模块： (9)2.2.2 按键及其显示模块： (9)2.2.3 波形产生模块 (9)2.2.4 D/A转换 (10)2.3 系统总体框图 (12)2.4 理论分析 (12)2.4.1 电路的理论计算 (12)2.4.2 波形产生相关理论 (15)2.5 单片机软件开发系统 (15)3 系统硬件电路的设计 (17)3.1 单片机最小系统 (17)3.2 单片机的接口电路 (18)3.3 幅度控制模块 (23)3.3.1 单片机与DAC0832的接口 (23)3.3. 2DAC0832与运放的连接 (23)4 系统软件设计 (26)4.1 系统软件设计方案 (26)4.2 系统软件流程图 (26)4.3 信号产生程序 (27)4.3.1 正弦波产生 (28)4.3.2 三角波产生 (28)4.3.2 方波产生 (29)4.3.4 锯齿波的产生 (30)5 系统调试与测试 (32)5.1 调试 (32)5.2 测试 (35)6 结论与展望 (38)6.1 结论 (38)6.2 展望 (38)致谢 (39)参考文献 (51)附录 (40)附录一系统软件部分源程序 (40)附录二系统原理图 (49)附录三系统PCB图 (50)基于单片机的波形发生器的设计学生:李利刚指导老师:李敏（黄冈职业技术学院）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。

本文介在绍了函数发生器的基本概念及原理的基础上，采用AT89C51单片机为核心，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。

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。

电子和信息工程学院综合实验课程报告实验名称：基于单片机的信号发生器的设计和实现班级：200808XX学号：200808XXXX姓名：何XX指导教师：安XX时间：2011-5-4至2011-5-11摘要本文以STC89C51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、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。

波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。

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率798.6HZ的波形。

该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。

关键词:低频信号发生器;单片机;D /A转换;1设计选题及任务设计题目：基于单片机的信号发生器的设计和实现任务和要求：设计一个由单片机控制的信号发生器。

运用单片机系统控制产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波等。

信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。

并可通过软件任意改变信号的波形。

基本要求：1. 产生三种以上波形。

如正弦波、三角波、矩形波等。

2.最大频率不低于500Hz。

并且频率可按一定规律调节，如周期按1T,2T,3T,4T或1T，2T，4T，8T变化。

3.幅度可调，峰峰值在0——5V之间变化。

扩展要求：产生更多的频率和波形。

2系统概述2.1方案论证和比较2．1．1总体方案：方案一：采用模拟电路搭建函数信号发生器，它可以同时产生方波、三角波、正弦波。

但是这种模块产生的不能产生任意的波形（例如梯形波），并且频率调节很不方便。

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要求，且电路复杂。

方案三：使用集成信号发生器发生芯片，例如AD9854,它可以生成最高几十MHZ的波形。

源程序：ORG 0000HAJM MAINORG 000BHLJMP TC0ORG 0030HMAIN：MOV DPTR，#9FFFH 指向DAC0832（1）MOV A，70HMOVX ＠DPTR，A DAC0832（1）输出MOV DPTR，#7F00H 指向8155命令字端口地址MOV A，#06H 设置A口为输入，B口、C口为输出MOVX ＠DPTR，A 送命令字MOV DPTR，#7F01H 指向A口地址MOVX A，＠DPTR 读入A口的开关数据JNB ACC.4，K10H 判断是否“4”号键，若是则转输出10Hz信号JNB ACC.5，K100H 判断是否“5”号键，若是则转输出100Hz信号JNB ACC.6，K500H 判断是否“6”号键，若是则转输出500Hz信号JNB ACC.7，K1K 判断是否“7”号键，若是则转输出1KHz信号AJMP MAINLED1：MOV R3，#06H 设置6个LED显示MOV R2，#01H 选通第一位LED数据MOV R1，#30H 送显示缓冲区首址GN1：MOV DPTR，#7F03H 指向C口地址MOV A，R2 位选通数据送AMOVX ＠DPTR，A 位选通数据送C口RL A 选通下一位MOV R2，A 位选通数据送R2中保存MOV A，＠R1 取键值MOV DPTR，#TAB 送LED显示软件译码表首址MOVC A，＠A+DPTR 查表求出键值显示的段码MOV DPTR，#7F02H 指向B口地址MOV ＠DPTR，A 段码送显示LCALL LOOP1 调延时子程序INC R1 指向下一位显示缓冲区地址DJNZ R3，GN1 循环显示6个LEDRETLOOP1：MOV R4，#08H 延时子程序LOOP：MOV R5，#0A0HDJNZ R5，$DJNZ R4，LOOPRETK10H：MOV 30H，#00H 显示10HzMOV 31H，#00HMOV 32H，#00HMOV 33H，#00HMOV 34H，#01HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#15HMOV TH0，#9EHAJMP PDK100H：MOV 30H，#00H 显示100HzMOV 31H，#00HMOV 32H，#00HMOV 33H，#01HMOV 34H，#00HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#08HMOV TH0，#0F6HAJMP PDK500H：MOV 30H，#00H 显示500HzMOV 31H，#00HMOV 32H，#00HMOV 33H，#05HMOV 34H，#00HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#01HMOV TH0，#0FEHAJMP PDK1K：MOV 30H，#00H 显示1KHzMOV 31H，#00HMOV 32H，#01HMOV 33H，#00HMOV 34H，#00HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#01HMOV TH0，#0FFHPD：JNB ACC.0，KE0 判断是否“0”号键按下，若是则转方波输出JNB ACC.1，KE1 判断是否“1”号键按下，若是则转正弦方波输出JNB ACC.2，KE2 判断是否“2”号键按下，若是则转三角波输出JNB ACC.3，KE3 判断是否“3”号键按下，若是则转锯齿波输出LJMP PDKE0：MOV R7，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HAJMP GNKE1：MOV R7，#02HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HAJMP GNKE2：MOV R7，#02HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HAJMP GNKE3：MOV R7，#02HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HGN：SETB TR0SETB ET0SETB EALOP1：JNB ACC.4，K10H 判断是否“4”号键，若是则转输出10Hz信号JNB ACC.5，K100H 判断是否“5”号键，若是则转输出100Hz信号JNB ACC.6，K500H 判断是否“6”号键，若是则转输出500Hz信号JNB ACC.7，K1K 判断是否“7”号键，若是则转输出1KHz信号AJMP LOP1TC0：CJNE R7，#00H，TC1 发送方波程序MOV DPTR，#TAB1 送方波数据表首址MOV A，R6 发送数据寄存器MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HAJMP QL1TC1：CJNE R7，#01H，TC2 发送正弦波程序MOV DPTR，#TAB2 送正弦波数据表首址MOV A，R6MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC AMOV R6，ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HAJMP QL1TC2：CJNE R7，#02H，QL1 发送三角波程序MOV DPTR，#TAB3 送三角波数据表首址MOV A，R6MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC AMOV R6，ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HAJMP QL1TC3：：CJNE R7，#03H，QL1 发送锯齿波程序MOV DPTR，#TAB4 送锯齿波数据表首址MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC AMOV R6，ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HQL1：RETITAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，82H，0F8H，80HTAB1：DB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH DB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HTAB2：DB 80H，83H，86H，89H，8DH，90H，93H，96HDB 99H，9CH，9FH，0A2H，0A5H，0A8H，0ABH，0AEHDB 0B1H，0B4H，0B7H，0BAH，0BCH，0BFH，0C2H，0C5HDB 0C7H，0CAH，0CCH，0CFH，0D1H，0D4H，0D6H，0D8HDB 0DAH，0DDH，0DFH，0E1H，0E3H，0E5H，0E7H，0E9HDB 0EAH，0ECH，0EEH，0EFH，0F1H，0F2H，0F4H，0F5HDB 0F6H，0F7H，0F8H，0F9H，0FAH，0FBH，0FCH，0FDHDB 0FDH，0FEH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FEH，0FDHDB 0FDH，0FCH，0FBH，0FAH，0F9H，0F8H，0F7H，0F6HDB 0F5H，0F4H，0F2H，0F1H，0EFH，0EEH，0ECH，0EAHDB 0E9H，0E7H，0E5H，0E3H，0E1H，0DEH，0DDH，0DAHDB 0D8H，0D6H，0D4H，0D1H，0CFH，0CCH，0CAH，0C7HDB 0C5H，0C2H，0BFH，0BCH，0BAH，0B7H，0B4H，0B1HDB 0AEH，0ABH，0A8H，0A5H，0A2H，9FH，9CH，99HDB 96H，93H，90H，8DH，89H，86H，83H，80HDB 80H，7CH，79H，78H，72H，6FH，6CH，69HDB 66H，63H，60H，5DH，5AH，57H，55H，51HDB 4EH，4CH，48H，45H，43H，40H，3DH，3AHDB 38H，35H，33H，30H，2EH，2BH，29H，27HDB 25H，22H，20H，1EH，1CH，1AH，18H，16HDB 15H，13H，11H，10H，0EH，0DH，0BH，0AHDB 09H，08H，07H，06H，05H，04H，03H，02HDB 02H，01H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，01H，02HDB 02H，03H，04H，05H，06H，07H，08H，09HDB 0AH，0BH，0DH，0EH，10H，11H，13H，15HDB 16H，18H，1AH，1CH，1EH，20H，22H，25HDB 27H，29H，2BH，2EH，30H，33H，35H，38HDB 3AH，3DH，40H，43H，45H，48H，4CH，4EHDB 51H，55H，57H，5AH，5DH，60H，63H，66HDB 69H，6CH，6FH，72H，76H，79H，7CH，80H TAB3：DB 00H，02H，04H，06H，08H，0AH，0CH，0EHDB 10H，12H，14H，16H，18H，1AH，1CH，1EHDB 20H，22H，24H，26H，28H，2AH，2CH，2EHDB 30H，32H，34H，36H，38H，3AH，3CH，3EHDB 40H，42H，44H，46H，48H，4AH，4CH，4EHDB 50H，52H，54H，56H，58H，5AH，5CH，5EHDB 60H，62H，64H，66H，68H，6AH，6CH，6EHDB 70H，72H，74H，76H，78H，7AH，7CH，7EHDB 80H，82H，84H，86H，88H，8AH，8CH，8EHDB 0A0H，0A2H，0A4H，0A6H，0A8H，0AAH，0ACH，0AEHDB 0B0H，0B2H，0B4H，0B6H，0B8H，0BAH，0BCH，0BEHDB 0C0H，0C2H，0C4H，0C6H，0C8H，0CAH，0CCH，0CEHDB 0D0H，0D2H，0D4H，0D6H，0D8H，0DAH，0DCH，0DEHDB 0E0H，0E2H，0E4H，0E6H，0E8H，0EAH，0ECH，0EEHDB 0F0H，0F2H，0F4H，0F6H，0F8H，0FAH，0FCH，0FEHDB 0FFH，0FEH，0FCH，0FAH，0F8H，0F6H，0F4H，0F2HDB 0F0H，0EEH，0ECH，0EAH，0E8H，0E6H，0E4H，0E2HDB 0E0H，0DEH，0DCH，0DAH，0D8H，0D6H，0D4H，0D2HDB 0D0H，0CEH，0CCH，0CAH，0C8H，0C6H，0C4H，0C2HDB 0C0H，0BEH，0BCH，0BAH，0B8H，0B6H，0B4H，0B2HDB 0B0H，0AEH，0ACH，0AAH，0A8H，0A6H，0A4H，0A2HDB 0A0H，09EH，9CH，9AH，98H，96H，94H，92HDB 90H，8EH，8CH，8AH，88H，86H，84H，82HDB 80H，7EH，7CH，7AH，78H，76H，74H，72HDB 70H，6EH，6CH，6AH，68H，66H，64H，62HDB 60H，5EH，5CH，5AH，58H，56H，54H，52HDB 50H，4EH，4CH，4AH，48H，46H，44H，42HDB 40H，3EH，3CH，3AH，38H，36H，34H，32HDB 30H，2EH，2CH，2AH，28H，26H，24H，22HDB 20H，1EH，1CH，1AH，18H，16H，14H，12HDB 10H，0EH，0CH，0AH，08H，06H，04H，02HTAB4：DB 00H，01H，02H，03H，04H，05H，06H，07HDB 08H，09H，0AH，0BH，0CH，0DH，0EH，0FHDB 10H，11H，12H，13H，14H，15H，16H，17HDB 18H，19H，1AH，1BH，1CH，1DH，1EH，1FHDB 20H，21H，22H，23H，24H，25H，26H，27HDB 28H，29H，2AH，2BH，2CH，2DH，2EH，2FHDB 30H，31H，32H，33H，34H，35H，36H，37HDB 38H，39H，3AH，3BH，3CH，3DH，3EH，3FHDB 40H，41H，42H，43H，44H，45H，46H，47HDB 48H，49H，4AH，4BH，4CH，4DH，4EH，4FHDB 50H，51H，52H，53H，54H，55H，56H，57HDB 58H，59H，5AH，5BH，5CH，5DH，5EH，5FHDB 60H，61H，62H，63H，64H，65H，66H，67HDB 68H，69H，6AH，6BH，6CH，6DH，6EH，6FHDB 70H，71H，72H，73H，74H，75H，76H，77HDB 78H，79H，7AH，7BH，7CH，7DH，7EH，7FHDB 80H，81H，82H，83H，84H，85H，86H，87HDB 88H，89H，8AH，8BH，8CH，8DH，8EH，8FHDB 90H，91H，92H，93H，94H，95H，96H，97HDB 98H，99H，9AH，9BH，9CH，9DH，9EH，9FHDB 0A0H，0A1H，0A2H，0A3H，0A4H，0A5H，0A6H，0A7HDB 0A8H，0A9H，0AAH，0ABH，0ACH，0ADH，0AEH，0AFHDB 0B0H，0B1H，0B2H，0B3H，0B4H，0B5H，0B6H，0B7HDB 0B8H，0B9H，0BAH，0BBH，0BCH，0BDH，0BEH，0BFHDB 0C0H，0C1H，0C2H，0C3H，0C4H，0C5H，0C6H，0C7HDB 0C8H，0C9H，0CAH，0CBH，0CCH，0CDH，0CEH，0CFHDB 0D0H，0D1H，0D2H，0D3H，0D4H，0D5H，0D6H，0D7HDB 0D8H，0D9H，0DAH，0DBH，0DCH，0DDH，0DEH，0DFHDB 0E0H，0E1H，0E2H，0E3H，0E4H，0E5H，0E6H，0E7HDB 0E8H，0E9H，0EAH，0EBH，0ECH，0EDH，0EEH，0EFHDB 0F0H，0F1H，0F2H，0F3H，0F4H，0F5H，0F6H，0F7HDB 0F8H，0F9H，0FAH，0FBH，0FCH，0FDH，0FEH，0FFH END。

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。

函数发生器摘要函数发生器采用ATM89S52 单片机作为控制核心，外围采用模拟/数字转换电路（DAC0832）、稳压电路（MC1403）、运放电路（LM324）、按键和LED显示灯电路等。

电路采用AT89S52单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器。

函数信号发生器，它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。

由于采用了LM324运算放大器和MC1403稳压器，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高。

此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。

通过按键控制可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等，同时用LED显示灯指示对应的波形。

~5 V，~ ,波形准确并且平滑。

本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。

本设计主要应用AT89S52作为控制核心。

硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

关键词：单片机；低频信号；发生器；运放器；稳压器目录一、绪论 01、信号发生器现状 02、单片机在低频信号发生器中的应用 0二、系统设计 (1)1、系统方案的比较 (1)（1）选题论证 (1)（2）方案选择 (1)2、芯片选择模块 (2)三、硬件电路的设计 (2)1、基本原理： (2)2、资源分配： (2)3、最小系统设计 (3)（1）最小单片机系统 (3)（2）达盛平台介绍 (7)4、各部分电路原理 (13)(1)DAC0832芯片原理 (13)(2)LM324工作原理 (16)(3)MC1403工作原理 (16)四、软件设计 (17)1、主程序流程图 (18)2、锯齿波程序流程图 (18)3、三角波程序流程图 (19)4、正弦波程序流程图 (20)5、方波程序流程图 (20)6、延时子程序流程图 (21)五、测试结论 (21)六、致谢词 (24)七、结束语 (24)八、参考文献 (24)九、附录 (25)1、元件清单 (25)2、电路原理图 (26)3、PCB图 (28)4、程序清单 (28)一、绪论1、信号发生器现状波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。

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。

基于单片机的函数信号发生器的设计摘要本课题是采用低成本的MCS-51系列单片机构成具有高可靠性的函数信号发生器的应用设计。

本设计通过单片机运算产生二进制控制信号去控制AD9850进而实现函数波形的产生。

基于单片机的函数信号发生器抗干扰性强、功耗低、成本低、易实现，具有很高的实用价值。

本系统以51单片机为控制核心，由电源模块、单片机AT89S52最小系统模块、中断键盘模块、函数信号发生模块、MAX7219显示模块组成。

采用中断键盘扫描方式计算所需频率，用数控的方法控制DDS芯片AD9850产生100Hz－40MHz正弦信号，100Hz－5MHz方波信号，波形输出较稳定，且精度较高。

采用MAX7219驱动两个四位一体的八段LED数码管，显示出当前波形的频率。

系统用C语言编写模块化程序，增强可读性，便于AT89S52对各模块的控制，实现各功能的设置。

关键词：单片机、直接数字频率合成（DDS）、 AD9850 、函数信号、正弦波、方波MCU-based Function Signal Generator DesignABSTRACTThis issue is low-cost microcontroller MCS-51 family of highly reliable functions constitute a signal generator applications. This design generates a binary control signal MCU operation to control the AD9850 to realize the function of waveform generation. Function Generator based on single chip and strong anti-interference, low power consumption, low cost, easy to implement, has high practical value.The system control microcontroller core 51 by the power supply module, MCU AT89S52 minimum system module, the keyboard interrupt module, function signal generator module, MAX7219 display module. Calculated by scanning the keyboard interrupt the required frequency, using numerical methods to control DDS chip AD9850 produced 100Hz-40MHz sinusoidal signal, 100Hz-5MHz square wave signal, the waveform output is stable and high precision. Use of MAX7219 drives four in one of eight out of two LED digital tube, showing the frequency of the current waveform. Modular system with C language programs to enhance readability, ease of AT89S52 on the module controlRealize the function of setting.Key words：Singlechip Direct Digital Synthesizer(DDS)AD9850Function Signal Sine wave Square Wave目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................. I I 1 绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目的 (2)1.3 设计意义 (2)2 课题设计相关理论知识 (3)2.1 DDS的系统简介 (3)2.1.1 DDS的基本原理 (3)2.1.2 DDS的性能特点 (3)2.2 AD9850简介 (4)2.2.1 AD9850功能概述 (4)2.2.2 AD9850的引脚功能 (5)2.2.3 AD9850工作原理 (5)2.2.4 AD9850应用与设计 (6)3 系统的总体设计 (8)3.1 方案论证 (8)3.2 设计原理框图 (8)4 系统硬件设计 (9)4.1 电源电路 (9)4.2 AT89S52单片机最小系统 (9)4.2.1 AT89S52的资源参数 (9)4.2.2 最小系统与I/O连接情况 (10)4.3 中断键盘设计电路 (11)4.4 MAX7219显示电路 (12)4.5 AD9850函数信号发生模块 (13)4.5.1 AD9850模块主电路 (13)4.5.2 AD9850模块时钟电路 (14)4.5.3 AD9850模块输入输出口定义 (15)4.6 AT89S52单片机ISP下载线 (15)4.6.1 ISP简介 (15)4.6.2 AT89S52单片机ISP下载线原理 (16)4.6.3 电脑并口DB25引脚定义说明 (17)4.7 小结 (17)5 系统软件设计 (18)5.1 单片机MCS-51系列简介 (18)5.2 MAX7219模块驱动程序 (18)5.2.1 初始化程序 (20)5.2.2 送显子程序 (21)5.2.3 数据传送程序 (22)5.3 AD9850的驱动程序设计 (23)5.3.1 初始化程序 (23)5.3.2 写控制字子程序 (24)5.4 主函数程序设计 (26)5.4.1 中断INT0服务函数 (26)5.4.2 主函数 (27)5.5 Keil C51介绍 (29)5.6 ISPlay v1.5介绍 (30)5.7 小结 (31)6 系统调试与分析 (33)6.1 硬件调试 (33)6.2 软件调试 (34)6.3 系统调试 (37)6.3.1 独立按键与显示测试 (37)6.3.2 波形测试 (38)6.3.3 与开题要求对比 (40)6.4 小结 (41)参考文献 (42)附录 1 (43)附录 2 (50)附录 3 (51)附录 4 (52)谢辞 (54)基准时钟 相位累加器 相位/幅度变换 D/A 变换 低通滤波 比较器1 绪论1.1 研究背景近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统函数信号发生器日新月益更新。

可修改可编辑设计(论文)题目基于单片机的信号发生器摘要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。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

本文利用AT89C51单片机作为控制核心来设计信号发生器，通过程序设计的方法产生正弦波、方波、三角波，并在Protues电子设计平台上对此方案进行了仿真，得到与理论相应的波形。

通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，最终由示波器显示出来。

通过按键来控制这几种波形的类型选择，而且可控制频率的变化，在一定范围内波形的幅度和频率可任意改变。

本次设计消除了传统信号发生器存在元器件分散性造成波形失真的缺陷，并且其设计简单，价格低廉，产生的波形稳定，可用于多种需要低频信号源的场合，实用性强。

【关键词】信号发生器 D/A转换 AT89C51 频率幅度AbstractSignal generator is also known as signal source or oscillator, in the production practice and technology is widely used in the field of. Each kind of wave may use the trigonometric function equation. Can produce a variety of waveforms, such as the triangle wave, sawtooth wave, rectangular wave (including square wave ), sine wave circuit is called the function signal generator. Function signal generator in electric circuit experiment and the equipment examination has a very wide range of uses. For example, in communication, broadcasting, television system, needs the radio frequency ( HF) emission, the radio wave is the carrier, the audio frequency ( low frequency ), the video signal or pulse signal to carry out, will need to be able to produce the high frequency oscillator. In industry, agriculture, biomedical and other fields, such as high-frequency induction heating, smelting, quenching, ultrasound, magnetic resonance imaging, required power big or small, or high or low frequency oscillator.This paper design a signal generator, and AT89C51 is used as a control microcontroller core, It can generate sine wave, square wave, triangle wave through the method of program design , and the simulation by the computer soft ware Proteus is been done , and those results consistent with the theory．converting a digital signal into an analog signal through the D/A converter ,and ultimately displayed by the oscilloscope. Through the button to control the options of waveform types and can change frequency ,amplitude and frequency of the waveform can be arbitrarily changed within a certain range. The design eliminates the defect of waveform distortion which produced by the dispersion of the components which exist in the traditional signal generator. Its design is simple,inexpensive,stable and can be used in a variety of occasions that require low frequency signal source,it has practical value.【keywords】Signal Generator D / A converter AT89C51 Frequency Margin目录第一章绪论 (4)1.1课题研究的动态和意义 (4)1.2单片机概述 (4)1.3信号发射器分类 (4)1.4设计任务和要求 (4)第二章方案的设计与选择 (5)2.1方案的比较 (5)2.2设计原理 (5)2.3设计功能 (6)第三章主要电路元器件介绍 (6)3.1AT89C51单片机简介 (6)3.2DAC0832简介 (8)第四章硬件实现和单元电路设计 (9)4.1硬件原理框图 (9)4.2复位电路 (10)4.3D/A转换电路 (11)4.4按键接口电路 (12)4.5时钟模块设计 (12)4.6显示模块设计 (13)第五章软件设计 (14)5.1程序流程图 (14)5.2初始化程序 (15)5.3键扫描程序 (16)5.4波形产生程序 (16)5.5波形仿真 (17)第六章安装调试和问题解决 (21)6.1调试过程 (21)6.2出现问题与解决方法 (22)实验总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)附录1 电路原理图 (23)附录2 源程序 (24)第一章绪论1.1课题研究的动态和意义信号发生器也被称为函数发生器，主要作为试验用的信号源，是现金各种电子电路实验设计中不可或缺的仪器设备之一。

毕业设计(论文)中文摘要(题目)：基于单片机的信号发生器设计摘要：此函数信号发生器是基于单片机AT89C51设计而成的，能够产生频率范围在0Hz—535Hz的锯齿波、正弦波、三角波、矩形波四种波形，并且能够通过液晶屏1602显示各自的波形类型以及频率数值。

首先，单片机AT89C51经过程序设计的方法生成各种数字信号，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。

接着，通过按键来控制四种波形的类型选择、和频率数值选择，并由液晶屏1602显示其频率数值和波形类型。

总的系统包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三大部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。

关键词：AT89C51DAC0832 液晶屏1602Title :Abstract:This function signal generator is based on the AT89C51 microcontroller design, capable of generating frequency range 0Hz-535Hz sawtooth, sine, triangle wave, square wave, four types of waveforms, and each type of waveform and frequency can be displayed by the LCD screen 1602value. First, AT89C51 microcontroller programming method to generate a variety of digital signal through the D / A converter DAC0832 converts the digital signal into an analog signal, filtered and amplified. Then, the key to control the four waveform type selection, and frequency selection of values, the value of its frequency and waveform type is displayed by the LCD screen 1602. The total system including a signal generating part of the digital / analog converting section and a liquid crystal display section of three parts, wherein in particular for the digital / analog conversion part and the waveform generating and changing part discusses in detail.keywords: AT89C51 DAC0832 LCD in screen 1602目录1 引言 (1)1.1研究背景 (1)1.2 国内外的研究现状和发展趋势 (2)2 设计要求 (2)3 设计总体方案 (2)4 硬件电路实现 (4)4.1 单片机最小系统的设计 (4)4.1.1 时钟电路 (5)4.1.2 复位电路 (5)4.2 D/A转换电路 (6)4.3 放大滤波电路 (9)4.4 键盘模块的设计 (10)4.5 显示模块的设计 (11)5 软件程序设计 (12)6 测试仪器及测试说明 (14)结论 (14)致谢 (14)参考文献 (15)附录A (16)附录B (17)1 引言信号发生器是一种常用信号源。