频率可调的方波信号发生器

制作与开发
１ｋＨｚ正弦波／方波信号发生器
广东　颜荣
该信号发生器的特点是：输出幅度从０～３Ｖｐｐ之间连续可调；振荡频率及幅度稳定；谐波失真≤１％。

电路工作原理如下：Ｑ１、Ｑ２及相关元件完成正弦振荡，振荡信号经微调电阻Ｗ２分压后进入ＩＣ（ＬＭ３８６）的③脚，经ＩＣ内部放大后从⑤脚输出。

当转换开关Ｋ２倒向＂正弦波＂（～）位置时，１ｋＨｚ的正弦波信号经电阻Ｒ１５和电位器Ｗ３调整幅度后，再经Ｃ１５耦合由ＢＮＣ插座输出；当Ｋ２倒向＂方波＂位置时，ＬＭ３８６的⑤脚输出１ｋＨｚ正弦波信号经Ｑ３波形变换后，从Ｑ３的集电极输出占空比为４∶１的１ｋＨｚ方波，同样经Ｗ３调整幅度后由ＢＮＣ插座输出。

调试时将ＢＮＣ插座接示波器的Ｙ输入插孔，微调Ｗ１；使示波器显示出波形。

如波形有＂切顶＂现象，则微调Ｗ２，使屏幕出现完好的正弦波。

然后将ＢＮＣ输出接至数字频率计，再微调Ｗ１，使振荡频率为１ｋＨｚ±１０Ｈｚ。

若微调Ｗ１达不到１ｋＨｚ±１００Ｈｚ的要求，则可改变Ｃ９容量（Ｃ９的容量加大频率降低，反之频率升高），再微调Ｗ１，使之合格。

图中Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３用Ｃ１８１５或Ｃ９０１８均可。

振荡部分Ｃ５～Ｃ９用涤纶电容。

其他元件参数见图所示。

□广东　颜荣。

信号发生器用方波产生调制信号的原因以信号发生器用方波产生调制信号的原因为标题，我们需要先了解什么是信号发生器和方波信号，然后再探讨为什么可以用方波产生调制信号。

信号发生器是一种用于产生各种波形信号的仪器。

它可以产生不同频率、幅度和形状的信号，常用于电子实验、通信调试和测试等领域。

方波信号是一种特殊的波形信号，它的波形呈现出方形的特点。

方波信号可以分为正方波和负方波两种，其特点是在一个周期内，信号的电平会在两个固定的幅度值之间切换。

方波信号具有频率高、包含多个频率分量的特点，在电子电路实验和通信调试中经常使用。

那么为什么可以用方波产生调制信号呢？这涉及到调制信号的生成原理。

调制信号是指将原始信号通过调制过程，改变其某些参数，以便在传输过程中能够更好地适应信道传输特性的信号。

调制过程中，常用的调制方法有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

而方波信号由于具有包含多个频率分量的特点，可以很好地用于产生调制信号。

以幅度调制(AM)为例，我们可以通过改变方波信号的占空比来实现调制。

占空比是指方波信号高电平时长与一个周期的比值。

当占空比小于50%时，方波信号的平均值较低，可以表示为调制信号的低电平；当占空比大于50%时，方波信号的平均值较高，可以表示为调制信号的高电平。

通过改变占空比，我们可以实现对调制信号幅度的调制。

以频率调制(FM)为例，我们可以通过改变方波信号的频率来实现调制。

频率调制是指通过改变信号的频率来实现对调制信号的调制。

在方波信号中，频率可以通过改变周期来实现。

当周期较短时，方波信号的频率较高，可以表示为调制信号的高频率；当周期较长时，方波信号的频率较低，可以表示为调制信号的低频率。

通过改变周期，我们可以实现对调制信号频率的调制。

相位调制(PM)的原理与频率调制类似，通过改变方波信号的相位来实现调制。

相位调制是指通过改变信号的相位来实现对调制信号的调制。

在方波信号中，相位可以通过改变波形起始位置来实现。

目录1、设计原理与方法 (2)1.1、单片机系统概述 (2)1.2、80C51内部结构与引脚说明 (2)1.3、设计原理 (4)2、系统硬件线路设计图 (6)3、程序框图 (7)4、资源分配表 (8)5、源程序 (8)6、仿真结果 (12)7、性能分析 (14)8、总结与心得 (15)9、参考文献 (16)1、设计原理与方法1。

1、单片机系统概述单片机也被称为微控制器（Microcontroller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。

事实上单片机是世界上数量最多的计算机.现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1—2部单片机。

而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作.汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多. 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上.相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

1。

2、80C51内部结构与引脚说明8051的CPU包含以下功能部件：（1）8位CPU。

（2）布尔代数处理器，具有位寻址能力。

方波信号发生器电路原理
方波信号发生器电路是一种电子设备，用于产生方波信号。

方波信号是一种特
殊的周期信号，其波形为矩形，具有快速的上升和下降时间。

在电子学和通信领域，方波信号广泛应用于数字电路、计时、调制解调、信号传输等方面。

方波信号是由一系列脉冲信号组成的，脉冲宽度相等，但电平有两种：高电平
和低电平。

方波信号的频率由脉冲频率决定，而占空比则是描述高电平与总周期之比。

一个简单的方波信号发生器电路可以通过集成电路555定时器来实现。

555定
时器是一种非常常用且功能强大的集成电路，可以用于产生各种类型的周期信号。

在方波信号发生器电路中，一般采用555定时器的单稳态多谐振荡模式。

通过
外部电路将555定时器配置为单稳态多谐振荡模式，可以实现方波信号的产生。

这个电路的基本原理是利用555定时器的两个比较器和一个RS触发器，通过精确的
电路设计和电路元件的选择，将周期和占空比调整到所需的数值。

电路中使用的电阻、电容和电源电压等参数将直接影响方波信号的频率和占空比。

通过合理选择这些参数，可以调整方波信号的频率和占空比来满足不同的应用需求。

总结起来，方波信号发生器电路的原理是利用555定时器以及精确的电路设计
和元件选择，实现产生方波信号的功能。

由于其简单可靠且功能强大，方波信号发生器电路在电子学和通信领域得到了广泛应用。

湖北民族学院课程设计报告课程设计题目课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 6 月20 日信息工程学院课程设计任务书2014年6月20日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如方波、三角波、正弦波的电路。

函数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方波、三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。

该系统通过介绍一种电路的连接，实现函数发生器的基本功能。

将其接入电源，并通过在示波器上观察波形及数据，得到结果。

其中电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。

该系统利用了Protues电路仿真软件进行电路图的绘制以及仿真。

Protues软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。

凭借Protues，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并让设计者实现相应的技术指标。

本课题采用集成芯片ICL8038制作方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法，经过protues仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波-正弦波转换及三角波-正弦波转换的波形图。

关键词：电源，波形，比较器，积分器，转换电路，低通滤波，Protues目录1引言-------------------------------------------------------------- 51.1课程设计任务------------------------------------------------- 51.2课程设计的目的----------------------------------------------- 51.3课程设计要求------------------------------------------------ 52 任务提出与方案论证------------------------------------------------ 62.1函数发生器的概述--------------------------------------------- 62.2方案论证 --------------------------------------------------- 63 总体设计---------------------------------------------------------- 83.1总电路图----------------------------------------------------- 83.2 电路仿真与调试技术------------------------------------------ 94 详细设计及仿真--------------------------------------------------- 10 4.1 方波发生电路的工作原理与运放741工作原理-------------------- 10 4.2方波—三角波产生电路的工作原理------------------------------ 104.3三角波—正弦波转换电路的工作原理---------------------------- 114.4整体仿真效果图---------------------------------------------- 135 总结------------------------------------------------------------- 14 参考文献----------------------------------------------------------- 151引言现在世界中电子技术和电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。

信号发生器afg-2005
信号发生器 AFG-2005 是一种功能强大的仪器，用于产生各种
类型的电子信号。

它通常被用于电子设备测试、通信系统调试、传
感器校准等领域。

AFG-2005 可以产生各种波形，包括正弦波、方波、三角波、脉冲波等。

用户可以通过控制面板或者远程控制软件来调
节频率、幅度、相位等参数，以生成所需的信号。

AFG-2005 通常具有较宽的频率范围和较高的精度，可以满足不
同应用的需求。

它还可能具有多种调制功能，如调频调幅、频率调制、脉宽调制等，以模拟各种复杂的信号环境。

此外，一些 AFG-2005 还具有存储和回放信号的功能，方便用户对特定信号进行分析
和比较。

在实际应用中，AFG-2005 的使用非常广泛。

例如，在电子制造
业中，它常被用于测试和校准各种电子设备，如滤波器、放大器、
传感器等。

在通信系统领域，AFG-2005 可以用于调试射频电路、模
拟电路和数字信号处理系统。

同时，它还可以被用于教学和科研领域，帮助学生和研究人员理解和分析各种信号特性。

总的来说，AFG-2005 作为一种高性能的信号发生器，具有广泛
的应用前景，可以为各种领域的专业人士提供强大的信号生成和分析能力。

希望这些信息能够帮助你更好地了解 AFG-2005 信号发生器。

方波信号发生器原理
方波信号发生器是一种电子设备，用于产生方波形状的信号。

该设备的原理是基于周期性地改变输入信号的幅值来生成方波。

方波信号有两个离散的幅值级别，通常为高电平和低电平。

方波信号发生器的基本原理是通过一个可调电路来控制一个开关，使其周期性地切换输入信号的幅值。

当开关处于打开状态时，输入信号的幅值为高电平；当开关处于关闭状态时，输入信号的幅值为低电平。

具体实现方波信号发生器的方法有许多，其中一种常见的方法是使用集成电路，如555定时器。

555定时器是一种非常常用
的集成电路，可以用作方波信号发生器。

通过调整电路中的电阻和电容值，可以控制方波信号的频率和占空比。

另一种方法是使用数字信号处理器（DSP）或微控制器来生成
方波信号。

这些设备具有高度可编程性和灵活性，可以通过软件或代码来生成方波信号。

无论使用哪种方法，方波信号发生器的原理都是基于周期性地改变输入信号的幅值。

这种周期性切换产生了有规律的方波信号，可以在各种应用中使用，如实验室测量、音频设备和通信系统。

100hz方波产生电路
要产生100Hz的方波信号，可以使用以下电路：
1. 可编程计数器/分频器：使用可编程计数器或分频器芯片（如CD4017或CD4040）可以将输入频率分频为所需的频率。

例如，如果使用一个10kHz的时钟信号，将其分频100倍就可以得到100Hz的方波信号。

2. 比较器和反馈电路：使用一个比较器（如LM311）和反馈电路可以将一个三角波信号转换为方波信号。

生成一个三角波信号（例如使用集成的波形发生器芯片，如XR2206），然后将其与一个参考电压进行比较，在比较器的输出上产生方波信号。

3. 555定时器：使用555定时器芯片可以产生频率可调的方波信号。

通过选择适当的电阻和电容值，可以调节555定时器的输出频率为100Hz。

这些是一些常见的电路，用于产生100Hz的方波信号。

具体选择哪种电路取决于应用需求、可用元件和设计要求。

在实际应用中，还需要注意电路的稳定性、精度和信号质量等因素。

信号发生器<方波）1 绪论1.1 设计背景数字信号处理器，也称DSP芯片，是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器，它是现代电子技术、相结合的产物。

一门主流技术，随着信息处理技术的飞速发展，计算机技术和数字信号处理技术数字信号处理技术逐渐发展成为它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。

数字信号处理因为运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发和应用中，发挥着重要的作用。

采用DSP芯片来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。

1.2设计目的1．通过课程设计加深对DSP软件有关知识的学习与应用。

2．学习汇编语言并能熟练掌握与应用。

3．了解定时中断原理。

1.3设计任务1. 设计一个信号发生器<方波）。

2. 在XF引脚上输出任意频率的方波。

2 设计原理及分析2.1设计原理作为本设计的核心器件，DSP芯片的运算能力要求比较高，同时又存在运算过程中大量数据交换的特点。

方波信号发生器是信号中最常见的一种，它能输出一个幅度可调、频率可调的方波信号，在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。

目前，常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的，当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，而且体积大和功耗都很大，而由数字电路构成的低频信号发生器，虽然其低频性能好但体积较大，价格较贵，而本文借助DSP运算速度高，系统集成度强的优势设计的这种信号发生器，比以前的数字式信号发生器具有速度更快，且实现更加简便。

这里说明一下使用TI公司的DSP芯片TMS320C5502<以下简称5502）来产生方波信号的原理：因为产生一个方波信号需要有一个适合的定时器来重复产生一个与方波周期相同的计数周期，并用一个比较寄存器来保持调制值，因此，比较寄存器的值应不断与定时寄存器的值相比较，这样，当两个值相匹配时，就会在响应的输出上产生一个转换<从低到高或从高到低），从而产生输出脉冲，输出的开启<或关闭）时间与被调制的数值成正比，因此，改变调制数值，相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随之改变。

单片机第五次作业5任务二——方波信号发生器一、电路仿真图（图中与P1.0脚相连的两台仪器分别为频率计和示波器）二、程序源码#include <REGX52.H>sbit CLK=P1^0;void InitTimer(void) //初始化定时器T1{TMOD=0x10; //设定T1为方式1TH1=(0x10000-499)/0x100; //装载初值TL1=(0x10000-499)%0x100;TF1=0; //清除T1溢出标志TR1=1; //启动T1定时器ET1=1; //允许T1溢出中断EA=1; //打开总中断开关}void main(void){CLK=0;InitTimer();while(1);}void Timer(void) interrupt 3{TH1+=(0x10000-499)/0x100;TL1+=(0x10000-499)%0x100;CLK=~CLK; //翻转P1.0口}三、工作原理本题仅要求在P1.0口上产生一个方波信号，因此硬件电路很简单，仅为一套单片机最小系统。

为了能够显示P1.0口上产生的方波信号，并精确测量其脉宽，仿真时在这个口上连接了一个示波器和一个频率计，通过观察频率计上的频率读数来间接测算出产生的方波信号脉宽时长。

软件方面，单片机启动定时器T1，设定好初始值后开始定时，并在每次中断里翻转P1.0口并重装载初值，以此实现方波的产生。

其中初始值的计算过程为，方波周期为1mS，且等宽，则应每隔500uS翻转一次P1.0口。

而定时器工作在方式1，为16位定时器，默认定时周期为0x10000个机器周期，由于晶振为12MHz，所以换算成时间也就是0x1000uS。

因此定时器初始值应为0x10000-500，则对应的TH1为(0x10000-500)/256，TL1为(0x10000-500)%256。

至于程序源码中的初值为何为0x10000-499，会在下一节详细给出原因。

方波发生器资料方波发生器是一种电子设备，用于产生方波信号。

方波信号是一种特殊的周期性信号，其波形为高电平和低电平交替出现的矩形波形。

方波信号广泛应用于电子实验、通信、音频设备等领域。

一、方波发生器的工作原理方波发生器通常由以下几个主要部分组成：振荡电路、比较器、反相器和输出缓冲器。

1. 振荡电路：方波发生器的核心部分，用于产生基准频率的振荡信号。

常见的振荡电路有RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器等。

2. 比较器：将振荡电路产生的振荡信号与一个参考电平进行比较。

当振荡信号的电压高于参考电平时，输出高电平；当振荡信号的电压低于参考电平时，输出低电平。

3. 反相器：用于将比较器输出的信号进行反相处理。

当比较器输出高电平时，反相器输出低电平；当比较器输出低电平时，反相器输出高电平。

4. 输出缓冲器：用于放大和驱动方波信号，使其能够输出到外部设备或电路中。

二、方波发生器的应用方波发生器在电子实验和工程中具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1. 信号发生器：方波发生器可以作为一个简单的信号发生器，用于产生特定频率和幅度的方波信号，用于测试和调试电子设备。

2. 时钟电路：方波发生器可以用作时钟电路的基准信号源。

时钟电路在数字系统和通信系统中起着关键的作用，用于同步和控制各个模块的运行。

3. 脉冲调制：方波发生器可以用于脉冲调制技术中。

脉冲调制是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，常用于通信系统和数字音频设备中。

4. 实验教学：方波发生器常用于电子实验教学中，用于演示和研究方波信号的特性和应用。

三、方波发生器的性能指标选择方波发生器时，需要考虑以下几个性能指标：1. 频率范围：方波发生器应具有较宽的频率范围，以满足不同应用的需求。

2. 频率稳定性：方波发生器应具有良好的频率稳定性，以保证输出信号的准确性和稳定性。

3. 输出幅度：方波发生器应具有可调的输出幅度，以适应不同电路和设备的需求。

4. 上升时间和下降时间：方波发生器应具有较短的上升时间和下降时间，以保证方波信号的快速切换和较高的频率响应。

占空比可调的方波信号发生器三、实验原理：1、555电路的工作原理（1）555芯片引脚介绍图1 555电路芯片结构和引脚图555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。

因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。

1脚：外接电源负极或接地（GND）。

2脚：TR触发输入。

3脚：输出端（OUT或Vo）。

4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。

要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。

5脚：控制电压端CO(或VC)。

若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。

6脚：TH 高触发端（阈值输入）。

7脚：放电端。

8脚：外接电源VCC （VDD ）。

（2）555功能介绍555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。

由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。

当V6<VA 、V2>VB 时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也维持不变。

当V6<VA 、V2<VB 时，VC1=1、VC2=0，故触发器被置1，VO 为高电平，同时TD 截止。

这样我们就得到了表1 555定时器的功能表。

2、占空比可调的方波信号发生器（1）占空比可调的方波信号发生器电路图放电管状态T D表1 555定时器的功能表输 入 <V A 阈值输入V 6 输 出触发输入V 2输出V O复位D R× 不变截止 导通 0 0 0 1 1 1 1× >V A <V A<V B >V B >V B不变导通图2 利用555定时器设计方波电路原理图（2）占空比可调的方波信号发生器分析如图2所示，电路只要一加上电压VDD ，振荡器便起振。

频率可调的方波信号发生器用单片机产生频率可调的方波信号。

输出方波的频率范围为1Hz-200Hz ，频率误差比小于0.5%。

要求用“增加”、“减小”2个按钮改变方波给定频率，按钮每按下一次，给定频率改变的步进步长为1Hz,当按钮持续按下的时间超过2秒后，给定频率以10次/秒的速度连续增加（减少），输出方波的频率要求在数码管上显示。

用输出方波控制一个发光二极管的显示，用示波器观察方波波形。

开机默认输出频率为5Hz 。

1模块1：系统设计（1）分析任务要求，写出系统整体设计思路任务分析：方波信号的产生实质上就是在定时器溢出中断次数达到规定次数时，将输出I/O 管脚的状态取反。

由于频率范围最高为200Hz,即每个周期为5ms （占空比1:1，即高电平2.5ms,低电平 2.5 ms ），因此，定时器可以工作在8位自动装载的工作模式。

涉及以下几个方面的问题：按键的扫描、功能键的处理、计时功能以及数码管动态扫描显示等。

问题的难点在按键连续按下超过2S 的计时问题，如何实现计时功能。

系统的整体思路：主程序在初始化变量和寄存器之后，扫描按键，根据按键的情况执行相应的功能，然后在数码显示频率的值，显示完成后再回到按键扫描，如此反复执行。

中断程序负责方波的产生、按键连续按下超过2S 后频率值以10Hz/s 递增（递减）。

（2）选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图采用MCS51系列单片机At89S51作为主控制器，外围电路器件包括数码管驱动、独立式键盘、方波脉冲输出以及发光二极管的显示等。

数码管驱动采用2个四联共阴极数码管显示，由于单片机驱动能力有限，采用74HC244作为数码管的驱动。

在74HC244的7段码输出线上串联100欧姆电阻起限流作用。

独立式按键使用上提拉电路与电源连接，在没有键按下时，输出高电平。

发光二极管串联500欧姆电阻再接到电源上，当输入为低电平时，发光二极管导通发光。

图1 方波信号发生器的硬件电路原理图（3）分析软件任务要求，写出程序设计思路，分配单片机内部资源，画出程序流程图软件任务要求包括按键扫描、定时器的控制、按键连续按下的判断和计时、数码管的动态显示。