(完整版)数字信号发生器的电路设计_(毕业课程设计)

信号发生器课程设计报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录一、课题名称 (2)二、内容摘要 (2)三、设计目的 (2)四、设计内容及要求 (2)五、系统方案设计 (3)六、电路设计及原理分析 (4)七、电路仿真结果 (7)八、硬件设计及焊接测试 (8)九、故障的原因分析及解决方案 (11)十、课程设计总结及心得体会 (12)一、课题名称：函数信号发生器的设计二、内容摘要：函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。

在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。

信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。

它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。

三、设计目的：1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。

2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。

3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。

4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。

5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。

四、设计内容及要求：1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分（1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。

（2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。

1.绪论在电子工程设计和测试中往往需要各类测试信号，其典型的波形是方波、三角波、锯齿波和正弦波。

信号发生器是电子测量中的一种大体仪器，一样作为一个信号源或标准源。

传统的设计方式先是采纳RC振荡器或LC振荡器，后采纳石英晶体振荡器为核心，提供了一个高稳固度的信号源，通过量频混频器、倍频器及分频器对基准频率进行各类算术处置，从而扩展了频带，增加了细度，产生了各类周期性的波形，可是其线路复杂，结构庞大且造价也很高。

信号发生的要紧实现方式依如实现思路能够分为模拟式和数字式，依如实现的方式能够分为直接法、锁相法、直接数字法和混频法四种。

直接法的要紧优势是速度快，相位噪声底，但结构复杂、杂散多。

锁相法所采纳的锁相频率合成技术在最近几年进展较快，但其转换速度不快，电路操纵复杂，这使得该技术的应用受到了必然的限制。

直接数字法是采纳直接数字合成（DDS）的方式实现信号产生。

该技术具有频率转换速度快、频率分辨率高、易于操纵等突出特点。

在信号发生的几种技术当中，直接数字合成技术显现得最晚，但最近几年来进展最快。

随着大规模集成技术和模数混合信号技术的进展，单片集成的DDS芯片纷纷显现，在应用领域内大有后来者居上的势头。

混合法那么指采纳以上方式中的两种或两种以上的方式实现信号发生。

信号发生器概述信号发生器是重要的测量仪器之一,随着测试对象的多样化和数字技术的进步,信号发生器取得了普遍的应用和快速的进展。

信号发生器作为电子技术领域中最大体的电子仪器，普遍地应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。

它能知足测试系统的多种要求，成了系统综合测试中不可缺少的组成部份。

目前所利用的信号发生器主若是模拟式信号发生器。

经常使用的信号发生器大多由模拟电路组成,其优势是结构简单和频率范围宽，缺点是低频成效较差，且不能输出任意形状的周期信号。

现有的基准正弦波发生器要紧有两类，一类是采纳模拟正反馈并利用振荡原理来产生基准正弦波模拟方式，但这种方式存在着频率稳固性差、精度不高和对工频抑制能力差等缺点。

要求应用工程师-所有关于直接数字频率合成器伊娃·墨菲、科尔姆斯莱特里什么是直接数字频率合成直接数字合成器（DDS）是一种产生模拟波形通常是正弦波生成一个数字形式的随时间变化的信号，然后进行数字-模拟转换的方法。

因为在一个DDS设备的操作主要是数字，它可以提供广谱的频率之间的输出频率，精细的频率分辨率和操作快速切换。

随着设计和工艺技术的进步，今天的DDS器件是非常紧凑和消耗很少的功率。

为什么会使用直接数字合成器（DDS）？是不是有其他的方法呢？容易产生频率的能力，准确的生产和控制各种频率和型材的波形已成为一个关键的要求，共同多个行业。

是否提供灵活的低相位噪声可变频率的来源进行通信具有良好的杂散性能，或者干脆在工业或生物医学测试设备的应用，方便，结构紧凑，成本低频率刺激产生重要的设计考虑。

频率产生许多可能性是开放的设计师，从锁相回路（PLL）为非常高的频率合成技术，数字-模拟转换器的动态规划（DAC）的输出来生成任意波形较低的频率。

但是DDS 技术正在迅速获得接纳为解决频率（或波形）代通信和工业应用的要求，因为单芯片IC 设备可以产生可编程模拟输出波形简单，具有较高的分辨率和精度。

此外，在工艺技术和设计的不断改进，已导致在成本和功耗水平，这在以前难以想象的低。

例如，AD9833的，基于DDS的可编程波形发生器（图1），在5.5 V工作了25 MHz 的时钟，消耗的最大功率为30 毫瓦。

图1 AD9833的单芯片的波形发生器用DDS的主要优点是什么？像AD9833的DDS器件通过一个高速串行外设接口（SPI），编程，只需要一个外部时钟来产生简单的正弦波。

DDS器件现已可以产生频率小于1 Hz至400兆赫（基于1 GHz 时钟）。

其低功耗，低成本，结合其固有的优良的性能和输出波形的数字化方案的能力和改编，带来的好处，使DDS器件的一个非常有吸引力的解决方案不太灵活的解决方案，包括最好聚合的离散元素。

课程设计第I页数字信号发生器的设计摘要数字信号发生器是在电子电路设计、自动控制系统和仪表测量校正调试中应用很多的一种信号发生装置和信号源。

而正弦信号是一种频率成分最为单一的常见信号源，任何复杂信号(例如声音信号)都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的叠加，广泛地应用在电子技术试验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域的信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。

关键词：数字信号发生器、信号处理、应用目录1 绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2信号发生器外围结构 (1)2. 实验芯片简介 (2)2.1AT89C51的简介 (2)2.2DAC0832芯片 (4)3 数字信号发生器的设计方案 (8)3.1方案简介 (8)3.2方案论证与比较 (8)3.3数字信号发生器硬件设计 (9)3.4数字信号发生器的软件实现 (13)3.5测量结果与误差分析 (15)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 课题描述信号发生器广泛应用于电子工程、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。

采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用Multisim软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。

本研究的数字信号发生器是基于直接数字合成即DDS技术设计的,采用VHDL与C语言相结合的方法,通过查找存储于ROM查找表中的各种标准波形数据,产生频率可调并且高精度的正弦波、方波、锯齿波等常用信号,并且可以通过修改表中的数据,实现任意信号发生器.1.2信号发生器外围结构图1 信号发生器外围结构示意图如上为信号发生器结构示意图，本文介绍的是一种用51单片机构成的波形发生器，可产生三角波、方波、锯齿波和正弦波等多种波形，波形的周期可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。

eda课程信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA课程中信号发生器的原理与功能，掌握相关电子元件的工作特性。

2. 学生能够掌握信号发生器的分类、特点及应用场景，了解各类信号发生器的优缺点。

3. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的信号发生器电路。

技能目标：1. 学生能够熟练运用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试。

2. 学生能够独立完成信号发生器的硬件搭建，并进行基本的性能测试。

3. 学生能够通过实际操作，提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子工程的兴趣，激发创新意识，形成主动学习的习惯。

2. 学生能够培养团队协作精神，学会与他人沟通交流，共同解决问题。

3. 学生能够认识到信号发生器在现代社会中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

本课程针对高年级学生，在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，明确以上课程目标。

通过分解目标为具体的学习成果，使学生在掌握专业知识的同时，提高实践操作能力和团队协作能力，培养良好的情感态度价值观。

为后续的教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。

主要内容包括：1. 信号发生器原理与分类：讲解信号发生器的基本原理、功能及分类，重点介绍函数发生器、脉冲发生器等常见类型的工作原理及应用。

2. 电子元件特性分析：分析常用电子元件（如运放、晶体管、二极管等）在信号发生器中的作用，掌握其工作特性。

3. 信号发生器电路设计：根据实际需求，设计不同类型的信号发生器电路，分析电路性能，优化设计方案。

4. EDA软件应用：教授学生如何使用EDA软件进行信号发生器电路的设计、仿真与调试，提高实际操作能力。

5. 硬件搭建与性能测试：指导学生搭建信号发生器硬件电路，进行基本性能测试，分析测试结果，找出问题并解决。

教学内容安排如下：1. 第1周：信号发生器原理与分类，电子元件特性分析。

什么是数字信号发生器（DSG）如何设计一个简单的DSG电路数字信号发生器（DSG）是一种用于产生精确数字信号的电子设备。

数字信号发生器通常由时钟源、计数器、数字模数转换器（DAC）和控制电路组成。

1. 介绍数字信号发生器（DSG）数字信号发生器是一种电子设备，用于产生高精度和稳定的数字信号。

它可以生成各种波形，例如正弦波、方波、三角波和脉冲波等。

数字信号发生器广泛应用于电子实验室、通信系统测试、音频设备测试以及其他需要确定信号来源的领域。

2. DSG的设计要素设计一个简单的数字信号发生器需要考虑以下要素：2.1 时钟源数字信号发生器的精确性和稳定性主要依赖于时钟源。

常见的时钟源包括晶体振荡器和时钟发生器。

晶体振荡器提供稳定的频率和相位参考，而时钟发生器可以根据需要调整频率。

2.2 计数器计数器用于生成不同频率的信号。

它接收时钟信号，并将其分频为所需的频率。

通过调整计数器的分频系数，可以改变信号的频率。

2.3 数字模数转换器（DAC）数字模数转换器将数字信号转换为模拟信号。

它接收计数器产生的数字信号，并将其转换为模拟信号输出。

DAC的位数决定了信号的精度和分辨率。

2.4 控制电路控制电路用于控制数字信号发生器的各个部分。

它可以接收外部输入，例如频率、幅度和相位设置，并将其应用于相应的部件。

控制电路还可以实现信号的调制功能，如频率调制和相位调制。

3. 简单DSG电路的设计示例下面是一个简单的数字信号发生器电路设计示例：3.1 时钟源：使用晶体振荡器作为时钟源，提供稳定的时钟信号。

3.2 计数器：选择一个适当的计数器芯片，例如74HC163，将时钟信号分频为所需的频率。

通过在芯片上设置适当的初始计数值，可以调整输出信号的相位。

3.3 数字模数转换器：选择一个合适的DAC芯片，例如MAX5216，将计数器产生的数字信号转换为模拟信号。

设置DAC的参考电压和输出范围以满足需求。

3.4 控制电路：使用微控制器或可编程逻辑器件（FPGA）实现控制电路。

课程设计报告一、设计题目信号发生器的设计二、设计目的1．掌握数字系统的设计方法；2．掌握硬件描述语言——Verilog HDL；3．掌握模块化设计方法；4．掌握开发软件的使用方法。

三、设计要求1．能够正常输出正弦波，方波，三角波；2．能够设置与调整幅度；3．波形选择；四、设计平台（软件、硬件）1．Quartus2简介Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

Altera Quartus II 设计软件是业界唯一提供FPGA和固定功能HardCopy器件统一设计流程的设计工具。

工程师使用同样的低价位工具对Stratix FPGA进行功能验证和原型设计，又可以设计HardCopy Stratix器件用于批量成品。

系统设计者现在能够用Quartus II软件评估HardCopy Stratix器件的性能和功耗，相应地进行最大吞吐量设计。

Altera的Quartus II可编程逻辑软件属于第四代PLD开发平台。

该平台支持一个工作组环境下的设计要求，其中包括支持基于Internet的协作设计。

Quartus平台与Cadence、ExemplarLogic、MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供应商的开发工具相兼容。

改进了软件的LogicLock模块设计功能，增添了FastFit编译选项，推进了网络编辑性能，而且提升了调试能力。

2．Modelsim简介Mentor公司的ModelSim是业界最优秀的HDL语言仿真软件，它能提供友好的仿真环境，是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。

它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术、和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。

模拟电路课程设计报告设计课题：信号发生器设计班级：10通信工程三班学生姓名：陶冬波学号：2010550921指导教师：设计时间：目录一、信号发生器摘要--------------------3二、设计目的---------------------3三、设计内容和要求四、设计方案------------------------------------------34.1 RC桥式正弦波产生电路--------------------------------------3 4.2方波产生电路----------------------------------------------------6 4.3三角波产生电路-------------------------------------------------84.4多用信号发生器-------------------------------------------------9五、组装调试及元件清单---------------------------105.1 测试仪器---------------------------------------------------------10 5.2信号发生器元件清单-----------------------------------------------115.3调试中出现的故障、原因及排除方法----------------------11六、总结设计电路，改进措施----------------------116.1 正弦波产生电路改进措施--------------------------------------116.2多用信号发生器改进措施---------------------------------------11七、收获和体会-----------------------------------------12八、参考文献--------------------------------------------12信号发生器设计一、信号发生器设计摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。

毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的数字信号发生器设计电气工程学院基于 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（M C1458），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【A BSTRACT 】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91.92.9第一章系统设计101.112.113.11第二章硬件电路的设计121. AT89S51122.153.154.175. ISP23第三章软件设计241.252.253.264.275.28第四章测试仿真291.292.303.31第五章其它311.312.32附录32Protel32 PCB33 Proteus343543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。

信号发⽣器课程设计完整版多功能信号发⽣器摘要随着EDA技术以及⼤规模集成电路技术的迅猛发展，波形发⽣器的各⽅⾯性能指标都达到了⼀个新的⽔平。

Altera,Xilinx,AMD 等公司都推出了⽐较好的CPLD和FPGA产品，并为这些产品的设计配备了设计、下载软件，这些软件除了⽀持图形⽅式设计数字系统外，还⽀持设计多种数字系统的语⾔，使数字系统设计起来更加容易。

SOPC-NIOS EDA/SOPC实验开发系统是根据现代电⼦发展的⽅向，集EDA和SOPC系统开发为⼀体的综合性实验开发系统，除了满⾜⾼校专、本科⽣和研究⽣的SOPC 教学实验开发之外，也是电⼦设计和电⼦项⽬开发的理想⼯具。

整个开发系统由核⼼板SOPC-NIOSII-EP2C35、SOPC开发平台和扩展板构成，根据⽤户不同的需求配置成不同的开发系统。

采⽤CPLD/FPGA器件在QuartuesII 设计环境中⽤VHDL语⾔完成的波形发⽣器具有频率稳定性⾼，可靠性⾼，输出波形稳定等特点。

本⽂介绍了基于EDA技术的波形发⽣器的研究与设计。

在本课程设计中使⽤Altera公司的EP2C35系列的FPGA芯⽚，利⽤SOPC-NIOSII-EP2C35开发板⾼速AD/DA转换模块等资源，运⽤LPM-ROM制定的⽅法设计的波形发⽣器，利⽤4×4键盘阵列实现了正弦波，⽅波，三⾓波，以及锯齿波四种波形的输出及频率和幅度的控制，并利⽤液晶显⽰模块实现信号频率、波形和幅度的显⽰，经过实际下载到FPGA实验板上，设计要求已经完全实现。

关键字：FPGA；VHDL；EDA；QUARUS2；多功能信号发⽣器⽬录1.摘要-----------------------------------------------------------12.多功能发⽣器设计⽬的与设计的意义-------------------------------3 2.1多功能发⽣器设计⽬的---------------------------------------32.2多功能发⽣器设计的意义-------------------------------------33.多功能发⽣器课程设计的内容及相关要求---------------------------34多功能发⽣器设计的⽅案以及相关原理-----------------------------44.1. 多功能发⽣器设计的原理框图-------------------------------44.2 多功能信号发⽣器的实现的⽅案------------------------------44.21 频率产⽣模块------------------------------------------44.22 键盘控制模块------------------------------------------54.23 波形控制模块------------------------------------------64.24 16*16点阵显⽰模块和数码管显⽰模块--------------------74.25 ⽤LPM-ROM制定的波形数据的⽂件模块--------------------75.多功能发⽣器的仿真结果及波形------------------------------------86 多功能发⽣器设计的⼼得体会--------------------------------------87. 多功能发⽣器设计的参考⽂献-------------------------------------98.附录-----------------------------------------------------------10 附录A 多功能发⽣器的原理总框图-------------------------------10附录B 各个模块的相关程序-------------------------------------12B.1 频率控制模块的程序----------------------------------12B.2 键盘控制模块程序------------------------------------15B.3 波形控制模块程序------------------------------------18B.4 16*16点阵与数码管显⽰模块--------------------------20B.5 波形数据⽂件程序------------------------------------262.多功能发⽣器设计⽬的与设计的意义2.1 设计⽬的（1）掌握⽅波—三⾓波——正弦波函多功能发⽣器的原理及设计⽅法。

信号发生器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解信号发生器的原理与功能，掌握其基本组成部分和使用方法。

2. 学生能够描述信号发生器在不同波形下的特点，如正弦波、方波、三角波等。

3. 学生能够运用信号发生器进行简单的信号生成与处理。

技能目标：1. 学生能够独立操作信号发生器，进行基本信号的产生和调整。

2. 学生能够通过信号发生器完成简单的实验，如观察波形、测量频率等。

3. 学生能够运用所学知识解决实际电路中与信号发生相关的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术实验的兴趣，增强实践操作的自信心。

2. 学生形成良好的团队合作意识，能够在实验过程中相互协作、共同进步。

3. 学生认识到信号发生器在电子技术领域的重要性，激发对相关学科的学习热情。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术实验课程，以信号发生器为核心，结合教材内容，使学生掌握信号发生器的原理、使用方法及在实际电路中的应用。

针对高中年级学生，课程注重理论与实践相结合，培养学生动手操作能力和实验技能。

教学要求明确、具体，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

课程目标分解：1. 知识目标：通过课堂讲解、实验演示和课后复习，使学生掌握信号发生器的相关知识。

2. 技能目标：通过分组实验、课后练习和实际操作，提高学生的动手能力和实验技能。

3. 情感态度价值观目标：通过课程学习，激发学生对电子技术的兴趣，培养良好的团队合作意识和学习态度。

二、教学内容本课程教学内容以教材中信号发生器相关章节为基础，涵盖以下方面：1. 信号发生器原理：介绍信号发生器的工作原理、基本组成部分及其功能。

2. 信号发生器种类：分析不同类型的信号发生器，如模拟信号发生器、数字信号发生器等。

3. 波形生成与调整：讲解正弦波、方波、三角波等常见波形的生成原理，以及如何使用信号发生器进行波形的调整。

4. 信号发生器应用：介绍信号发生器在实际电路中的应用，如模拟信号源、时钟信号发生等。

1 引言信号发生器又称信号源或者振荡器，它是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器，在生产实践和科技领域有着广泛的应用。

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。

信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其他仪表测量感兴趣的参数。

信号发生器在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学领域内，在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。

信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。

随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。

自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。

到70年代处理器出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。

这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。

随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大地促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。

信号发生器作为电子领域不可缺少的测量工具，它必然将向更高性能，更高精确度，更高智能化方向发展，就象现在在数字化信号发生器的崛起一样。

但作为一种仪器，我们必然要考虑其所用领域，也就是说要因地制宜，综合考虑性价比，用低成本制作的集成芯片信号发生器短期内还不会被完全取代，还会比较广泛的用于理论实验以及精确度要求不是太高的实验。

课程设计题目信号发生器设计学院名称指导老师班级学号学生姓名2012年1月目录1．设计任务-------------------------------------------------------------------------------------------------12．总体方案框图--------------------------------------------------------------------------------------12.1 信号发生器的总方案--------------------------------------------------------------------------12.2 原理框图-------------------------------------------------------------------------------------------13．各单元电路设计、电路参数计算及简要说明---------------------------------------23.1正弦波-------------------------------------------------------------------------------------23.2方波------------------------------------------------------------------------------------33.3 三角波-----------------------------------------------------------------------------------44.总体电路原理图及原理说明-----------------------------------------------------------------44.1 总原理图及其原理-----------------------------------------------------------------------------44.2 Multisim仿真结果------------------------------------------------------------------------------54.3 输出信号的频率范围------------------------------------------------------------------------75. 安装调试（仪器选用、调试步骤、故障分析处理）-----------------------------105.1 安装与调试--------------------------------------------------------------------------------------105.2 注意事项------------------------------------------------------------------------------------------116. 心得体会---------------------------------------------------------------------------------------------127. 电子元器件清单---------------------------------------------------------------------------------138. 参考文献书目-------------------------------------------------------------------------------------131. 设计任务设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。

微机系统与接口技术课程设计任务书一、设计目地1、建立微机系统概念加深对微机系统地理解和认识,提高微机系统地应用能力.2、进一步学习和掌握微机程序设计方法,通过应用程序地应用和调试学习程序地调试.3、进一步熟悉微机典型接口芯片地使用,接口及外部设备系统地连接方法.二、题目微机应用系统设计——数字信号发生器地设计三、设计要求1、以8086<8088）CPU为主控单元构建微机应用系统.2、应用系统地硬件设计,画出电路原理图和线路连接图.3、应用系统地软件设计,画出软件流程图,写出主要控制程序.4、根据实验条件,进行微机应用系统地部分模拟调试工作,写出调试说明.5、整理设计说明,列出参考文献清单.四、列出使用地元器件和设备清单五、完成定时/计数器8253,中断控制器8259实验,写出实验报告目录第一章绪论- 3 -第二章硬件设计- 4 -一、硬件地选择与设计- 4 -二、设计原理- 6 -第三章软件设计- 9 -一、子程序设计- 9 -二、总程序设计- 15 -第四章实验调试与设计- 20 -一、实验箱上连线- 20 -二、调试修正程序- 20 -三、产生地波形- 20 -第五章设计总结- 22 -参考文献- 23 -元器件清单- 24 -第一章绪论信号发生器是我们在学习,科学研究等方面不可缺少地工具,锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用地基本测试信号.此外,如在示波器、电视机等仪器中,为了使电子按照一定规律运动,以利用荧光屏显示图像,常用到锯齿波产生器作为时基电路.例如,要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形,要求在水平偏转板加上随时间作线性变化地电压——锯齿波电压,使电子束沿水平方向匀速搜索荧光屏.而电视机中显像管荧光屏上地光点,是靠磁场变化进行偏转地,所以需要要用锯齿波电流来控制,对于三角波,方波同样有这不可忽视地作用而函数发生器是指一般能自动产生方波正弦波三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形地电路或仪器.此外,信号发生器在教案、实验、测控等各个领域有十分广泛地应用,其输出信号地频率范围覆盖了各个频段,从甚低频到甚高频,操作方式也从手动旋钮到程控,产生地波形从传统地正<余）弦波和脉冲波形,发展到现在能产生各种任意波形.b5E2RGbCAP本次课程设计采用DAC0832 D/A转换器来产生各种波形,通过8255A与外部控制开关相连实现不同波形地切换.此课程设计共设计了5种波形,分别是锯齿波、三角波、方波、正弦波和梯形波.p1EanqFDPw第二章硬件设计一、硬件地选择与设计1．8086(8088>CPU引脚图<如图1）：图12.DAC0832<D/A转换器>D/A0832是8位并行输出电流型D/A转换器,其主要参数：转换时间1us,满量程误差土1LSB,参考电压—10V~+10V,供电电压+5V~+15V,输入逻辑电平与TTL兼容.DXDiTa9E3d引脚图<如图2）：图23.8255A<可编程并行接口）8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口,即A口、B口和C口,对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0.其内部还有一个控制寄存器,即控制口.通常A口、B口作为输入输出地数据端口.C 口作为控制或状态信息地端口,它在方式字地控制下,可以分成4位地端口,每个端口包含一个4位锁存器.它们分别与端口A／B配合使用,可以用作控制信号输出或作为状态信号输入. 8255可编程并行接口芯片工作方式说明:RTCrpUDGiT方式0：基本输入／输出方式.适用于三个端口中地任何一个.每一个端口都可以用作输入或输出.输出可被锁存,输入不能锁存. 方式1：选通输入／输出方式.这时A口或B口地8位外设线用作输入或输出,C口地4条线中三条用作数据传输地联络信号和中断请求信号.方式2：双向总线方式.只有A口具备双向总线方式,8位外设线用作输入或输出,此时C口地5条线用作通讯联络信号和中断请求信号.5PCzVD7HxA引脚图<如图3）：图3二、设计原理D/A转换器产生各种波形地原理：利用D/A转换器输出地模拟量与输入数字量成正比关系这一特点,将D/A转换器作为微机输出接口,CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律地数字量,则D/A转换器就可输出各种各样地模拟量,如方波、三角波、锯齿波、正弦波等.jLBHrnAILg8255A实现波形切换地原理：从8255A地B口读入外接开关地信号,CPU读入不同信号值,从而执行不同地代码,向D/A转换器传送不同地数据,控制D/A 转换器输出锯齿波、三角波、方波、正弦波和梯形波.xHAQX74J0X 原理图<如图4）：LDAYtRyKfE8086CPU与8255A地连接8086CPU与DAC0832地连接图6线路连接图实验箱接线1.8086与8255A地接线实验箱已经接好,8255A地A、Ｂ、Ｃ、控制口地地址为FFD8H、FFD9Ｈ、FFDAH、FFDBH.EmxvxOtOco2.8086与DAC0832地连接通过138译码器,A连A2,B连A3,C连A4,138译码器使能控制输入端G与位于地址线A0引出孔所在位置下方地使能控制输出端G作对应连接,该端地寻址范围为0FFE0H.SixE2yXPq5第三章软件设计一、子程序设计1.锯齿波程序流程图程序如下：MOV DX,0FFDBH 。

机电学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：数字信号发生器的设计电学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目数字信号发生器的设计学生姓名学院专业年级指导教师职称下达任务日期年月日备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。

可加附页。

摘要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。

目前我国己经开始研制波形发生器，并取得了可喜的成果。

但总的来说，我国波形发生器还没有形成真正的产业。

就目前国内的成熟产品来看，多为一些PC仪器插卡，独立的仪器和VXI系统的模块很少，并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。

本系统利用单片机AT89S52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。

【关键词】信号发生器锯齿波方形波矩形波单片机ABSTRACTWaveform generator signal source is a circuit under test, mainly to provide the required known signal ( a variety of waveforms ), then with other instrument measuring the parameters of interest. Visible signal source in a variety of experimental and test processing, its application is very broad. It is not a measurement instrument, but according to the user's requirements, as the excitation source, simulation test signal, is provided to the circuit to be tested, to meet the needs of measuring or various practical needsAt present our country has already started the development of a waveform generator, and achieved gratifying results. But on the whole, our country has not form real waveform generator industry. On the current domestic mature products, a number of PC equipment card, independent of the instrument and VXI system modules rarely, and our current waveform generator types and properties are associated with similar foreign products in the larger gap, so step up to this kind of product development is imminent.This system uses single chip microcomputer AT89S52 using program design method for generating sawtooth, sine wave, square wave three waveform, then through D / A converter DAC0832converts digital signals into analog signals, filtering and amplifying, and ultimately by the oscilloscope display, can produce the waveform. Through the keyboard to control the three waveform selection, frequency change, and through the1602 LCD display their respective types and values, system generally includes a signal generating part, a D /A conversion part and a liquid crystal display part three part.【Key words】Signal generator square wave sawtooth wave rectangular wave single chip microcomputer目录前言 (1)第一章数字信号发生器的介绍 (2)第一节数字信号发生器的定义 (2)第二节研究数字信号发生器的目的及其发展 (7)第二章波形的概述 (9)第一节矩形波 (9)第二节三角波 (10)第三节正弦波 (10)第四节波形的产生 (11)第三章方案的设计 (14)第一节信号发生电路的设计 (14)第二节单片机的选择 (14)第三节显示方案 (15)第四节输入方案 (15)第四章芯片的介绍 (17)第一节AT89S52 (17)第二节DAC0832 (21)第三节LCD1602 (24)第四节RAM62256 (26)第五章系统的设计 (28)第一节硬件的设计 (28)第二节软件的设计 (34)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)前言不论是在生产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。

目录1 引言 .................................................. 错误！未定义书签。

2 数字信号发生器的系统总述 ............................. 错误！未定义书签。

2.1 系统简介 ............................................ 错误！未定义书签。

2.2 系统总体框图 ........................................ 错误！未定义书签。

3 硬件设计 ............................................. 错误！未定义书签。

3.1 CPU模块............................................ 错误！未定义书签。

3.1.1 89C52单片机的基本组成............................. 错误！未定义书签。

3.1.2 单片机的最小系统设计 .............................. 错误！未定义书签。

3.2 显示模块 ........................................... 错误！未定义书签。

3.2.1 液晶概述 .......................................... 错误！未定义书签。

3.2.2 1602LCD管脚及其说明............................... 错误！未定义书签。

3.2.3 1602LCD主要技术参数............................... 错误！未定义书签。

3.2.4 1602LCD的指令说明及时序........................... 错误！未定义书签。

3.2.5 1602LCD的基本操作时序............................. 错误！未定义书签。