简易信号发生器

感谢我所在的小组，感谢集体，才能有这么个结晶。

希望大家多动手多实践。

这次设计所用仪器：唐都TDN-MI实验系统。

（80C51）体会最深的几点如下：1．一切得和实验设备联系起来，很多是唐都实验系统的限制，使得只有P1口既可以做输入口，又可以做输出口。

P2，P3，P4只能做输出口。

2．80C51的定时器和8253芯片定时器不同，必须每次都赋予初值。

3．程序开始后只要无跳转语句，就会依次往下执行，注意跳转语句，以控制程序正确流程。

4．启动了相应的中断，不能认为无中断程序就不执行中断，程序还会按中断的入口地址执行，所以不用的就不要设置它对应的IE位了。

5．为人民服务!^^6．出波的频率越高，效果越好。

故希望大家实现的频率应该从100Hz起。

中北大学硬件大型实验说明书:kai2094学号：院:电子与计算机科学技术学院专业:计算机科学与技术题目:简易信号发生器设计指导教师：乔志伟职称:2008年1月17日1.需求分析信号发生器是科学研究最常用电子仪器之一。

设计一简易信号发生器在平常教学、实验等精度要求不高的情况下，很有价值。

1.1功能需求：1、能产生方波、正弦波、三角波和锯齿波等。

2、产生的各种信号，要能改变其频率、和幅值。

3、可以产生以上三种信号波形的叠加（仅限于其频率相同）。

4、频率、幅值可以通过键盘设定。

5、在输出信号波形时，应显示其频率。

1.2实现过程：1、程序有两大部分：用户输入相关数据部分和依照设定输出相应波形部分。

故开启两个中断服务程序。

2、外部中断1服务程序用于用户输入相关数据部分。

通过键盘录入数据，LED数码管实时显示使系统有良好的人机交互界面。

根据用户输入，调用改变程序，改变系统出波的类型、频率、幅值。

3、定时器1中断服务程序中则会依照设定输出相应波形部分，同时显示其频率。

4、任何一个随时间变化的波形都可分解为许多离散的数据点，可设定一个周期可等分为50个点，每两点间时间间隔由定时器定时产生，通过改变定时器初值就可改变其频率；而幅值通过与波所能达到最大幅值成比例改变。

简易信号发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号发生器的基本原理，掌握其组成部分及功能；2. 学会使用简易信号发生器产生不同频率、不同幅度的正弦波、方波和三角波；3. 掌握信号发生器在实际应用中的使用方法，如调整频率、幅度和波形。

技能目标：1. 能够正确组装和调试简易信号发生器，具备基本的动手实践能力；2. 学会运用信号发生器进行简单的信号分析和处理，提高实际操作技能；3. 培养学生对电子电路的故障排查和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，学会在小组讨论中倾听他人意见，共同解决问题；3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的实验操作习惯。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和实际应用能力。

课程设计遵循由浅入深、循序渐进的原则，使学生能够充分理解信号发生器的原理，掌握相关技能，并培养积极的情感态度价值观。

通过本课程的学习，学生将能够独立完成简易信号发生器的组装、调试和应用，为后续电子技术课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 信号发生器的基本原理及组成部分- 介绍信号发生器的功能、分类及工作原理；- 分析简易信号发生器的电路结构，包括振荡器、放大器、波形整形电路等。

2. 简易信号发生器的组装与调试- 指导学生根据电路图正确组装简易信号发生器；- 教授调试方法，使学生能够调整信号发生器输出不同频率、不同幅度的正弦波、方波和三角波。

3. 信号发生器的应用- 介绍信号发生器在电子实验、信号分析和故障诊断等方面的应用；- 演示如何使用简易信号发生器进行信号处理和实验操作。

4. 教学内容安排与进度- 第一章节：信号发生器的基本原理及组成部分（2课时）- 第二节点：简易信号发生器的组装与调试（4课时）- 第三节点：信号发生器的应用（2课时）5. 教材章节及内容列举- 教材第四章：振荡器原理及设计；- 教材第五章：放大器原理及设计；- 教材第六章：波形整形电路及信号发生器应用。

电子综合设计报告目录1.概述................................. 错误！未定义书签。

2.系统设计 (2)2.1 方案设计与比较 (2)2.2 设计原理 (3)3.硬件设计 (5)3.1主要器件介绍 (5)3.1.1主控电路 (5)3.1.2数/模转换电路 (7)3.2 单元电路 (8)3.2.1晶振电路 (8)3.2.2复位电路 (9)3.2.3按键接口电路 (10)3.2.4放大电路 (11)3.2.5 端口配置.................... 错误！未定义书签。

3.3 器件清单 (12)4.软件设计 (13)4.1 软件功能模块划分 (13)4.1.1 键盘扫描 (13)4.1.2 方波实现过程 (15)4.1.3 三角波实现过程 (16)4.1.4正弦波实现过程 (17)4.2 各功能模块间关系描述 (18)5.系统调试............................. 错误！未定义书签。

5.1 硬件调试 (19)5.2 软件调试 (21)5.3 设计效果 (22)结束语................................. 错误！未定义书签。

参考文献.. (24)2.系统设计2.1 方案设计与比较在设计过程中,我们根据需求利用不同的芯片来生成波形,由此设计了以下三个方案:方案一：采用单片函数发生器（如0832）,0832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。

简易信号发生器论文系部：计算机科学与技术系专业：计算机科学与技术班级：设计人：学号：一、简易信号发生器基本原理1、函数发生器的组成函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。

电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本论文介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。

1.方波发生器由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。

图11-2所示为由滞回比较器及简单RC 积分电路组成的方波—三角波发生器。

它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。

主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。

调节电位器RW （即改变R2／R1），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。

如要互不影响，则可通过改变Rf （或Cf）来实现振荡频率的调节。

图11－2 方波发生器2、 三角波和方波发生器如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图11－3 所示，则比较器A 1输出的方波经积分器A 2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。

图11－4为方波、三角波发生器输出波形图。

由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。

图11-3 三角波、方波发生器电路振荡频率 fW f 12O )C R (R 4R R f +=方波幅值 U ′om ＝±U Z三角波幅值 Z 21om U R R U调节R W 可以改变振荡频率，改变比值21R R 可调节三角波的幅值。

图11－4 方波、三角波发生器输出波形图3、三角波变换成正弦波由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示，由于技术难点在三角波到正弦波的变换，故以下将详细介绍三角波到正弦波的变换。

图1（1） 利用差分放大电路实现三角波——正弦波的变换波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示。

简易信号发生器设计摘要随着电子技术的飞快发展，单片机也应用得越来越广泛，基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。

单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比。

单利用单片机采用程序设计方法来产生波形，线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强等优点，而且还能对波形进行细微的调整，改良波形，易于程序控制。

只要对电路稍加修改，调整程序，就能实现功能的升级。

本系统利用单片机AT89C51采用程序设计方法产生正弦波、三角波、方波、锯齿波四种波形，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，并通过按键来控制四种波形的类型选择。

本次设计主要由信号发生模块、数模转换模块和仿真模块。

关键词：单片机；数模转换；液晶显示屏目录第1章概述 (1)第2章系统总体方案选择 (1)2.1 系统硬件设计图 (1)2.2系统软件设计 (1)第3章各单元硬件设计及工作原理 (2)3.1单片机最小系统的设计 (2)3.2 函数信号发生器的设计 (2)3.2.1DAC0832芯片工作方式的选择 (2)3.2.2DAC0832芯片外围电路的设计 (2)3.3LCD12864显示屏 (3)3.3.1LCD12864与LCD1602的区别 (3)3.3.2LCD12864显示屏原理及其硬件设计 (3)第4章软件设计与说明 (3)4.1软件设计思路 (3)4.2波形数据输出程序设计 (4)4.3LCD12864显示程序设计 (5)第5章调试结果及其说明与使用说明 (6)5.1调试过程中遇到的问题 (6)5.1.1LCD12864显示问题 (6)5.1.2幅值调节问题 (6)5.2使用说明 (6)第6章总结 (7)第7章参考文献 (8)附录 (9)第1章概述在本系统中，设计的要求为产生三角波、正弦波、方波信号，要求频率和幅值可调。

并且显示内容可以在LCD显示出来，在本系统中，主控为AT89C51单片机，D/A 转换芯片采用的为ADC0832，LCD显示屏采用LCD12864，本系统设置有三个控制按键，分别为频率转换按键、波形切换按键、幅值切换按键，通过这三个按键，可以对输出的波形进行控制，波形幅值为0—5V，分为5个幅值挡位，频率范围为40Hz—400Hz，分为50个频率挡位。

随着电子技术的飞快发展，单片机也应用得越来越广泛，基于单片机的智能仪器的设计技术不断成熟。

单片机构成的仪器具有高可靠性，高性价比。

单片机技术在智能仪表和自动化等诸多领域有了极为广泛的应用，并用到各种家庭电器，单片机技术的广泛应用推动了社会的进步。

利用单片机采用程序设计方法来产生波形，线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强等优点，而且还能对波形进行细微的调整，改良波形，易于程序控制。

只要对电路稍加修改，调整程序，就能实现功能的升级。

本系统利用单片机AT89C52采用程序设计方法产生锯齿波、三角波、正弦波、梯形波四种波形，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，并通过按键来控制四种波形的类型选择。

本次设计主要由信号发生模块、数模转换模块和仿真模块。

关键词 AT89C52单片机，DAC0832，独立式键盘,Proteus，Keil绪论---------------------------------------------------------------------- 1一、设计概述------------------------------------------------------------ 21.1设计目标和要求------------------------------------------------ 21.2设计分析------------------------------------------------ --------- 21.3设计方案------------------------------------------------ --------- 2二、整体设计论述----------------------------------------------------- 3三、硬件设计---------------------------------------------------------- 33.1 硬件电路连接图---------------------------------------------- 43.2 主要芯片介绍------------------------------------------------ 53.2.1 单片机AT89C51 --------------------------------------- 53.2.2 DAC0832数模转换器---------------------------------- 73.3 硬件模块-------------------------------------------------------- 83.1.1 单片机最小系统-------------------------------------- 83.1.2 独立式键盘--------------------------------------------- 83.1.3 数模转换电路------------------------------------------ 9四、软件设计--------------------------------------------------------- 104.1 主流程图的设计----------------------------------------------- 104.2 子程序的设计----------------------------------------------- 104.2.1 正弦波的产生---------------------------------------- 104.2.2 方波的产生------------------------------------------ 124.2.3 三角波的产生--------------------------------------- 124.2.4 锯齿波的产生----------------------------------------- 134.2.5延时函数的产生------------------------------------- 144.2.6 中断程序---------------------------------------------- 154.2.7 主程序------------------------------------------------- 15五、应用软件----------------------------------------------------------- 175.1 KeilC51 -------------------------------------------------------- 175.2 Protues -------------------------------------------------------- 18六、调试结果----------------------------------------------------------- 186.1 代码调试------------------------------------------------------ 186.2 仿真调试------------------------------------------------------ 18七、收获体会--------------------------------------------------------- 23八、参考文献---------------------------------------------------------- 24绪论在电子工程、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里，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。

课程设计任务设计题目：简易信号发生器目录一．概述 (2)二．设计目的 (2)三．设计内容 (2)四．设计要求 (2)五．总体设计方案 (2)六．电路调试 (6)七．实验设备仪器 (7)八．设计心得体会 (7)九．参考文献资料 (7)一．概述函数发生器是一种可以同时产生方波,三角波和正弦波的专用集成电路。

当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调节的矩形波和锯齿波。

因此，广泛的用于仪器仪表之中。

本设计采用集成函数发生器ICL8038 设计并制作一个能产生三角波、正弦波、方波信号简易函数信号发生器。

二．设计目的1. 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法，设计步骤，培养综合设计与调试能力。

2. 学习简易函数信号发生器的设计方法。

3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

三．设计内容采用集成函数发生器ICL8038 设计并制作一个能产生三角波、正弦波、方波信号简易函数信号发生器。

四．设计要求基本要求：信号频率范围100Hz~1KHz ；1KHz~10KHz正弦波峰峰值1v 幅值可调方波峰峰值24V 幅值可调三角波峰峰值6V 幅值可调频率控制方式手动通过改变时间常数RC 实现扩展要求：通过改变控制电压实现频率的压控，压控电压范围0～3V五．总体设计方案函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路。

当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波，其频率范围从1Hz 到几百kHz，频率的大小与外接相应电阻和电容有关，目前广泛应用于仪器仪表之中。

单片集成函数发生器ICL8038函数发生器的原理框图及管脚排列图分别见图1和图2.ICL8038 是一款性能优良的集成函数发生器，即可用单电源供电，也可双电源供电。

单电源供电时，将引脚11 接地，6 脚接+VCC，其值为10～30V：可双电源供电时，引脚11接-V EE，引脚 6 接+VCC，它们的值为±5～±15V。

摘要波形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。

本次课程设计使用的AT89C51 单片机构成的发生器可产生锯齿波、三角波、正弦波等多种波形，波形的周期可以用程序改变，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、结构紧凑等优点。

在本设计的基础上，加上按钮控制和LED显示器，则可通过按钮设定所需要的波形频率，并在LED上显示频率、幅值电压，波形可用示波器显示。

用AT89C51单片机采用程序设计方法构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波，再通过DA转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号,并通过LM324集成运放把信号放大，通过示波器将波形显示在屏幕上。

波形的周期可用程序改变，此设计具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。

通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求，均达到了课程设计的目的。

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。

AT89C51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AT89C51再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、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下图所示。

图1.1 信号发生器原理框图AT89C51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，当数字信号电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。

并经过滤波放大电路将波形输出出来。

1、运用keil软件对程序进行编写，运行程序，并进行程序修改。

2、运用protues软件进行硬件电路仿真设计。

3、将程序下载到仿真单片机中，并观测输出波形。

4、对程序进行修改，再次运行仿真软件，直到输出理想的波形。

嵌入式系统及应用实验报告简易信号发生器作者：学号：班级：电子1001学院：电子信息工程学院作者：学号：班级：电子1003学院：电子信息工程学院简易信号发生器北京交通大学.北京.100044摘要：本实验所设计的“简易信号发生器”在硬件上是基于“嵌入式开发平台”实验箱，其上搭载有ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器芯片 STM32 F103 ZET6 。

方案中使用此芯片作为主控芯片，控制矩阵键盘进行输入操作，同时控制LCD液晶进行图形用户界面的显示以及控制DAC芯片进行模拟波形的输出，除此之外使用MCU内部输出PWM 波形，从而输出方波。

软件编程使用IAR编程环境，对实验平台上的硬件编写相应的初始化函数和驱动函数等。

最后使用示波器对输出的波形进行测量与评估。

关键词：嵌入式开发；ARM；简易信号发生器；DAC；中图分类号：文献标志码：A信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的仪器。

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。

通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

本方案所设计的“简易信号发生器”能够产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波。

方案中，主要通过定时器产生一定的时延来触发 DMA ，将一个已编好的“波形数组”通过 DMA 传送给 DAC 芯片产生模拟波形输出。

程序中通过改变定时器的时延，即可改变输出波形的频率。

此外，还编写了用户图形界面——基于 LCD 液晶的显示操作界面。

1 系统总体设计本章阐述“简易信号发生器”的整体设计方案，包括系统概述、设计要求、整体框图等。

1.1 系统概述本方案所设计的“简易信号发生器”所使用的硬件资源主要为实验室的“嵌入式开发平台”实验箱，其上搭载有ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器芯片 STM32 F103 ZET6 。

简易信号发生器本科毕业设计论文题目简易信号发生器摘要毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。