基于MAX038的多波形发生器的制作

信号发生器的设计[摘要] 本信号发生器,能产生1HZ—1MHZ的正弦波、方波和三角波信号，以单片机89S52构成的最小系统为控制核心,IC8038CCPD为核心的三种信号的振荡电路，以可编程键盘和大液晶构成显示模块,高精度数字电位器X9C103构成的精确调频调幅模块,设计采用了模块化的设计方法,实现了输出的信号在频率和幅值精确调整并在128*64的液晶上实现功能及参数的显示。

[关键词]数字电位器、单片机、调频、调幅一、引言正弦交流信号是一种应用极为广泛的信号。

他通常作为标准信号，用于电子电路的性能试验或参数测量。

在许多测试仪器中也需要用标准的正弦信号检测一些物理量。

在次以MAX038和*（S52单片机为核心元件设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号。

二、总体方案设计由频率控制模块、幅度控制模块、键盘模块和液晶显示模块组成整个系统。

用单片机控制键盘和液晶显示，用液晶显示四个参数：频率、幅值、类型和不同频率范围中频率的步进。

用单片机控制两个数字电位器中的抽头的位置来实现改变输出的频率和幅度的大小。

系统框图如图1所示。

一、单元模块设计1.函数发生器电路电路图如下：主芯片为压控振荡器ICL8038CCCPD，其中2号脚输出的是正弦波，3号脚输出三角波，9号脚输出方波，频率范围为0.05Hz至1MHz，占空比可以从2%至98%。

失真不大于1%，线性好(误差不大于0.1%)。

定时电容C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500uF开始,依次减小十倍直到5500pF频率范围相应地0.05Hz~0.5Hz~5Hz~50Hz~500Hz~5KHz~500KHz，其中C8如果取250pF频率可以达1MHz。

通过改变R4电位器来调整相应范围里的频率，通过拨码开关改变电容来改变频率的分段。

通过用一个3线8相译码器74LS138继电器来选择电容。

如图所示函数发生器电路如图3.1所示图3.1X9c103是10K的单100抽头非易失性线性数字电位器,有100个阻值,包含有100个电阻单元的电阻阵列。

基于MAX038多功能信号发生器的设计【摘要】信号发生器广泛应用于电子领域，该设计以MAX038为核心，辅助外围电路，能输出正弦波、方波和三角波三种基本波形，并能进行波形选择和波段选择，并能较好地进行频率调节和幅度调节，该电路输出信号频率范围宽，有较好的实际应用价值。

【关键词】MAX038 波形选择频率调节1电路方案设定如图1所示，该电路设计的核心芯片是MAX038，它是美国马克西姆公司开发的新一代函数信号发生器，它可以产生准确的高频正弦波、方波、三角波信号，频率从0.1Hz～20MHz连续可调，最高振荡频率可达40 MHz。

占空比最大从15%～85%连续可调。

由于在MAX038芯片内采用了多路选择器，所以可以输出三种信号。

本设计输出正弦波、方波和三角波三种基本波形，输出频率范围在10Hz～5MHz之间，并具有频段选择、频率粗调、频率细调、占空比在15%～85%之间可调、50%占空比精确调节以及输出0～10V峰峰值调节等基本功能。

2主要硬件电路设计（1）MAX038接口电路。

如图2所示，该电路为集成函数发生器MAX038与外围各单元电路的接口部分。

A0、A1为波形选择单元电路输入接口；REF为2.5V基准电压输出接口；COSC为频段选择单元电路输入接口；IIN为频率粗调单元电路输入接口；FADJ为频率细调单元电路输入接口；DADJ为占空比调节单元电路输入接口；OUT为输出幅值放大调节单元电路输出接口。

由于此电路设计不使用相位检测以及同步信号输出，故将SYCN、DV+、DGND、PDO悬空，PDI接地。

V+、V-分别接+5V和-5V，将5个GND端接地，为MAX038提供工作电源。

C1、C2、C3、C4和C5均为滤波电容。

（2）波形选择电路。

如图3所示，当A1=1，A0=X时，MAX038输出正弦波，当A1=0，A0=0是，MAX038输出方波，当A1=0，A0=1时，MAX038输出三角波。

该电路采用二输入四与非门74LS00构成双触发器来实现波形选择与指示功能。

基于MAX038的单片机多波调频信号产生器的设计
文章介绍了MAX038 的特性和功能，以及由单片机、MAX038 和D/A 转换器构成的多波形数字调频信号产生器的系统结构、控制方式、软件设计和参数配置。

单片机通过D/A 转换器对MAX038 的控制实现频率和占空比的调控，在0.1Hz～12MHz 内产生三角波、正弦波和方波，可应用于各种电子测量和控制场合。

在现代电子测量、控制、通信系统等技术领域中，具有频率范围宽、分辨率高、快速转换的多种模式的信号源是非常重要的。

本文设计的多波形调频信号产生器是由单片机、MAX038 和D/A 转换器构成的，它的频率和波形由单片机闭环调控，能较好地面向各种测控应用。

1 MAX038 特性功能、内部结构和工作原理
MAX038 是Maxim 公司推出的一种精密高频波形产生器件，可组成程控多波数字调频信号产生器，能产生准确的高频三角波、矩形波和脉冲波。

输出频率范围从0.1Hz～20MHz，可由内部的2.5V 带隙电压基准及外部的电容和电阻矩阵控制；占空比可在较大的范围内由一个±2.3V的线性信号控制变化，便于进行脉冲宽度调制和产生锯齿波，占空比和频率控制是独立的。

输出波形可以通过在控制引脚上设置代码来选择，所有输出波形的峰值为±2V；MAX038 具有输出阻抗、驱动能力大（可以驱动±20mA的电流）的特点。

1.1 MAX038 的特性功能
MAX038 的主要特性为：
0.1Hz～20MHz 工作频率范围；
三角波、正弦波、矩形波和脉冲波；
独立的频率和占空比调整；。

基于MAX038的程控函数信号发生器的设计引言在现代电子技术的研究及应用领域。

常常需要高精度且频率可调的信号源。

MAX038是MAXIM公司开发的新一代专用函数信号发生芯片，它可以产生正弦波、方波和三角波等三种波形，而且频率和占空比独立可调。

本文设计了一种由LPC2114、MAX038、D／A 转换器以及八选一模拟开关CD4051等构成的程控函数信号发生器。

研究了LPC2114通过D／A转换器实现对MAX038频就绪和占空比的调控方法。

给出了在0.1Hz～20MHz内产生精确的正弦波、方波和三角波的方法。

此外，本函数信号发生器还具有可调范围大、精度高、信号稳定等特点，可以应用于各种电子测量和控制场合。

1 MAX038的主要特性MAX038是MAXIM公司生产的一种具有高频、高精度、低输出电阻而且驱动能力很强的函数信号发生器芯片。

它的内部电路主要由振荡器、振荡频率控制器、2.5 V基准电压源、正弦波形发生器、比较器、多路模拟开关、相位比较器组成。

MAX038主要性能特点如下：◇能精密地产生正弦波、矩形波(含方波)、三角波信号。

◇频率范围从0.1 Hz～20 MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2 V(P-P)。

◇占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围为10％～90％。

◇波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时的非线性度低于2％。

◇采用±5 V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80 mA，典型功耗400 mW，工作温度范围为0～70℃。

◇内设2.5 V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，从而实现频率微调和占空比调节。

2系统构成与工作原理2.1系统整体构成一系统主要是由主控制器LPC2114、函数发生器MAX038、D／A转换器、LED显示、键盘、波段切换，波形处理和峰值检波等部分组成，其整体结构框图如图1所示。

xxxxxxxxxxxxxxx毕业论文开题报告论文题目：基于MAX038多功能波形发生器的设计学生：xxxxx指导教师：xxxxxx所在分院：xxxxxxxxxxxx专业：应用电子技术2011 年6 月15 日学生姓名xxxxx 学号xxxxxx 专业xxxxxx指导教师姓名xxxx 职称讲师所在分院机械与电子学院课题来源自选命题课题类型应用与研究课题名称基于MAX038多功能波形发生器的设计毕业设计的内容和意义⑴设计内容：采用AT89C52控制MAX038芯片来设计多波形函数信号发生器的原理以及整体的结构设计。

辅以控制软件和特别的外围电路设计，就能实现一个低成本、多功能、高精度、输出频率连续可调的频率合成式波形发生器。

①采用单片机AT89C52对主信号发生芯片进行智能控制，对MAX038产生的波形信号进行频率高低，占空比大小，幅度范围的控制，以及产生波形的选择控制。

②系统硬件的设计：整机由七大模块组成，分别是电源产生电路，频段选择电路，按键电路，单片机外围控制电路（包括信号的占空比，频率，幅度控制电路）。

③系统软件设计：用Keil软件编写程序，把整个程序都编写好后导入到Protues软件里进行仿真。

⑵意义：因为我们要求的频率范围在0.2Hz～10MHz，分四个频段来满足要求，在每个频段上连续可调，由芯片内部参数可知道，当2~750INI A Aμμ=时，F C的容量范围可以在10~10pF Fμ时，芯片有较好的性能。

用相对简单的实现方式和较少的成本产生具有优秀稳定度和精确度的常用波形。

由于使用了单片机作为电路的控制核心，整个波形发生器具有成本低，可靠性高，体积小巧、易于携带，功耗低，输出波形优良，使用方便等优点。

文献综述信号发生器在工业领域的各个方面应用很广，信号发生器是作为电子测量激励源的信号来源。

它可以是正弦波或其它模拟函数、数字脉冲、二进制码型或纯任意波形在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用啊到各种各样的信号波形发生器。

图1 系统框图吉林大学，教师，吉林工业职业技术学院，主要从事虚拟仪器测量技术研究。

Science and Technology Innovation Herald1.2.4 显示及键盘电路设计采用液晶对输出波形、频率、幅度进行键盘进行参数的设置[3]。

其键盘按键正弦波、方波、三角波输出选择键一个，输出频率范围选择按输出幅度设置键一个，步进加键一步进减键一个。

1.3 软件系统的设计的单片机主程序框图如图4所首先进行初始化，然后从片内RAM 中读取回车键按下标志位进行判断，如果没有X038输出初始频率和波形；按下则根据中断处理程序获得的有关数据进行处理时，首先根据输入的键值完成对输出波形、波段以及频率的选择，然后根计算输出频率f所需电压的编程数据送DAC0832，这样就在MAX038的输出相应波形和频率的信号。

最后调用显示子程序，在液晶显示屏上前波形发生器的工作参数，即振荡频率、出波形。

2 结语采用89C52完成对函数发生器MAX038的控制，很好实现程控函数发作，这种程控函数发生器的三一个引脚输出，具有输出频率范围宽、稳定，失真小的特点。

参考文献[1] 李琳.单片高频函数发生器M其应用[J].现代电子技术，2007[2] 蒋金弟，朱永辉，毛培法.MAX038高频精密函数发生器原理及应用[J].山西电子技术，2001（2）：39-43.[3] 谢自美.电子线路设计.实验.测试[M].武汉：华中科技大学出版社，图3 频率步进值选择电路图4 主程序流程科技创新导报Science and Technology Innovation Herald。

一、课题名称：函数信号发生器二、主要技术指标（或基本要求）：1）能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。

2）频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。

3）占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是15％～85％。

4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时非线性度低于2％。

5）采用±5V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80mA，典型功耗400mW，工作温度范围为0～70℃。

6）内设2.5V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，实现频率微调和占空比调节。

7)低阻抗定压输出，输出电阻典型值0.1欧姆，具有输出过载/短路保护。

三、主要工作内容：方案设想，MAX038,OP07,电路原理等资料查询准备。

电路原理图设计绘制，面包板验证设计可行性。

之后进行PCB板设计调整，电路板定制，元件采购；裸板测试，焊接，整机测试。

实验设计进行报告反馈四、主要参考文献：[1]赵涛，辛灿华，姚西霞，陈晓娟，基于MAX038的多功能信号发生器的设计。

《机电产品与创新》2008.07[2]蒋金弟，朱永辉，毛培法。

MAX038高频精密函数信号发生器原理及应用。

《山西电子技术》2001[3]黄庆彩,祖静,裴东兴.基于MAX038的函数信号发生器的设计[J].仪器仪表学报,2004,S1.[4]陈一新.单片高频函数发生器MAX038及其应用[J].中国仪器仪表,2002,04.[5]赵立民.电子技术实验教程[M].北京:机械工业出版社,2004基于MAX038的多波形函数信号发生系统概述和方案设计·概述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。

本文是全国电子设计竞赛获奖项目，现将设计思路写出来，供大家参考。

一、竞赛试题信号发生器（H题）【高职高专组】1.任务设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，其系统框图如图1所示。

(1)基本要求1)信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；2)输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调,输出信号频率稳定度优于10～3；3)在1kW负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；4)输出信号波形无明显失真；5)自制稳压电源。

(2)发挥部分1)将输出信号频率范围扩展为10Hz～1MHz，输出信号频率可分段调节：在10Hz～1kHz范围内步进间隔为10Hz；在1kHz～1MHz范围内步进间隔为1kHz。

输出信号频率值可通过键盘进行设置；2)在50W负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置；3）可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；二、方案论证1.信号发生电路方案一：采用单片机产生相应的波形，虽然单片机配合DAC也可以产生方波、正弦波、三角波三种波形，控制波形的方式也比较简单，但受到单片机晶振及指令周期的影响，产生的波形频率达不到题目要求，精度也不高。

方案二：采用波形专用发生电路，ICL8038可以产生方波，正弦波，三角波三种波形，是常用的信号源发生电路，但是ICL8038产生波形频率较低，达不到题目要求，另外也不易实现数字控制。

方案三：采用波形专业发生电路MAX038，MAX038是MAXIM公司生产的一种具有高频、高精度、低输出电阻而且驱动能力很强的函数信号发生器芯片。

频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V。

占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围为10％～90％。

内设2.5V 电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，从而实现频率微调和占空比调节。

波形发生器是电子设计以及教学、科研中应用最广泛的仪器之一。

如果能用相对简单的实现方式和较少的成本产生具有优秀稳定度和精确度的常用波形，无疑将在这些领域中得到广泛的应用。

本文在介绍马克西姆公司MAX038芯片基本特性的基础上，论述了采用MAX038芯片来设计多波形函数信号发生器的原理以及整体的结构设计。

辅以控制软件和特别的外围电路设计，就能实现一个低成本、多功能、高精度、输出频率连续可调的频率合成式波形发生器。

并对其振荡频率控制、信号输出幅度控制、频率和幅度的控制作了比较详细的论述。

最后根据MAX038的特点，设计了控制程序和外围电路。

该函数信号发生器可输出三角波、方波、正弦波。

关键词： MAX038 函数信号单片机A waveform generator is one of the instruments most in use in electronic design, teaching and scientific research. If a low cost waveform generating circuit provides excellent stabilization and precision, it will be obviously wide used in the as-pacts above. Based on the introduction of MAX038, I discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator and some particular hardware environment can produce a low cost , multifunction, precision frequency synthesized waveform generator which will provide a frequency output adjusted continuously. I described the control of the oscillatory frequent, amplitude and the digital display in detail. According to the functions and structure feat hers of MAX038 , additional control software , DAC circuit and digital auto frequency range switch circuit are designed to avoid trouble some manual switches and imprecise output frequency of most other generators. The generator can output three kinds of waves: sine wave, square wave, triangle wave.Key words: MAX038; Function Signal; Single-chip microprocessor目录摘要 (I)Abstract (II)论 (1)概述 (2)设计指标 (2)方案论证与比较 (2)MAX038芯片介绍 (3)芯片引脚 (4)系统框图及原理 (5)频段调节控制 (6)频率、幅值、占空比控制 (8)输出信号的放大处理 (9)本章小结 (9)3．系统硬件的设计 (10)系统总体设计 (10)单片机介绍及外围电路 (10)频率、占空比调节 (13)输出信号的放大处理 (14)电源电路 (15)键盘设计 (17)本章小结 (17)4．系统软件设计流程图 (18)主程序流程图 (18)5. 系统分析总结与展望 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)1 单片机程序 (22)2 系统完整电路图 (25)代做本论文毕业设计实物。