基于单片机的函数信号发生器设计

基于单片机的函数信号发生器设计1引言函数信号发生器是一种用于生成常用函数信号的仪器仪表，主要用于电子测试、数据采集和计算机仿真系统中。

由于仪器价格昂贵、操作复杂、生成信号精度一般，因此基于单片机来设计函数信号发生器就显得尤为重要和实用。

本文介绍以单片机（MCU）作为控制核心设计函数信号发生器的原理及其实现过程。

2相关技术使用单片机作为函数信号发生器的核心控制，就需要按照以下步骤实现：（1）主控芯片的选择：单片机有着多种型号，用来实现函数信号发生器时，应选择具有较丰富的资源和功能特性的以太网芯片，以保证其对复杂信号系统的支持。

（2）信号频率的控制：信号频率的控制是函数信号发生器的重要功能，主要利用单片机的定时中断和PWM模块实现，单片机的定时中断功能可以实现对定义频率的准确控制；PWM模块可以进行频率的精确控制，并能实现调频的模拟信号输出。

（3）信号特征的定义：函数信号发生器可以制定正弦、方波、三角波或矩形波等信号，其信号形式定义很精确，且可以任意调节信号幅度、频率、波形等特性，这就要求用单片机控制信号特征，实现对波形信号的可调控，进而实现任意设置周期内任意特征信号。

（4）模数转换：单片机通过AD转换模块，实现对外部信号的采样和转换，并将转换后的数据存入内部影象存储器，然后根据采样参数的设置改变信号，实现信号发生。

3系统设计根据以上技术步骤，确定了基于单片机的函数信号发生器的设计模式，并根据主控芯片的性能参数和功能要求，确定了STM32系列芯片作为控制主模块，由它完成函数信号发生器的主控制功能，具体实现步骤如下：（1）MCU主模块的选择：STM32系列芯片主要以ARM Cortex-M内核为核心，内部集成了DMA、多种定时器、CAN、USB、IIC、ADC/DAC 等功能，因此选用该系列的芯片即可大大提高系统结构的灵活性和效率。

（2）信号函数参数的确定：正弦波、三角波、矩形波和方波等信号波形参数可以根据信号源参数进行确定，可以分析出正弦波、三角波、矩形波和方波的频率，幅值和偏移量等参数。

摘要本文介绍一种用AT89C51单片机构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，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。

文章给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求。

关键词：单片机；DAC；信号发生器目录摘要............................................................... 目录............................................................... 第一章绪论..........................................................1.1单片机概述......................................................1.2信号发生器的分类................................................1.3研究内容........................................................ 第二章方案的设计与选择..............................................2.1方案的比较......................................................2.2设计原理........................................................2.3设计思想........................................................2.4设计功能........................................................ 第三章硬件设计......................................................3.1硬件原理框图....................................................3.2主控电路........................................................3.3数、模转换电路..................................................3.4按键接口电路....................................................3.5时钟电路........................................................3.6显示电路........................................................ 第四章软件设计......................................................4.1程序流程图...................................................... 第五章总结与展望.................................................... 致谢............................................................... 参考文献............................................................. 附录1电路原理图..................................................... 附录2 源程序......................................................... 附录 3 器件清单......................................................第一章绪论1.1单片机概述随着大规模集成电路技术的发展，中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口，以及其他一些计算机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机，简称为单片机。

摘要信号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。

目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。

所以本设计使用的是AT89C51单片机构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。

在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。

在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。

本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。

在介绍DAC0832芯片特性的基础上,论述了采用DAC0832芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。

对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。

该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波。

关键词：信号发生器单片机 DAC0832 波形调整 LEDAbstractSignal-generator is a kind of signal source in common use, broadly applied at the electronics electric circuit, auto control system and teaching experiment etc. Currently used mostly function signal generator signal generator, waveform generator and a special price of expensive . So the dissertation is usage of the AT89s51 single-chip microcomputer constitute of wave-form generator, which can generate triangle wave, square wave, sine wave etc variety wave-form, the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the machine, plus independence type keyboard , which can control wave increase or decrease of form-frequency and the choice of wave-form, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0832 to carry on a DA conversion，again pass operation amplifier to put an end exportation wave-form. This design has advantage of simple circuit, tightly packed structure, cheap price, superior function etc.Based on the introduction of MAX038 , we discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator. We described the control of the oscillatory frequent , amplitude and the digital display in detail. Thegenerator can output three kinds of waves : sine wave , square wave , triangle wave.Keywords：signal generator MCU DAC0832wave-form adjustment LED1目录摘要 (2)第1章绪论1.1 课题的来源与技术背景 (5)1.2 研究信号发生器的目的及意义 (5)1.3 主要研究内容 (6)第2章电路方案的确定2.1 方案的提出和选择 (8)2.2 电路框图及工作原理 (9)第3章单元电路设计3.1 单片机模块 (10)3.2 电源模块 (11)3.3 D/A转换模块 (12)3.4 键盘输入模块 (15)3.5 显示模块 (16)3.6 I/V转化模块 (17)第4章电路软件设计4.1 系统总框图 (19)4.2 显示子程序 (20)4.3 按键子程序 (21)第5章设计实现与总结错误!未定义书签。

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现一、引言函数信号发生器是一种用于产生不同形式的函数信号的仪器。

在电子领域中，经常需要使用函数信号进行信号调试、测试和仿真。

传统的函数信号发生器通常较为昂贵，而基于单片机的函数信号发生器则能够以较低的成本实现，并且具有良好的可调节性和稳定性。

本文将介绍基于单片机的函数信号发生器的设计与实现。

二、设计原理基于单片机的函数信号发生器主要由以下几部分组成：单片机控制模块、波形发生模块、幅度控制模块、频率控制模块和显示模块。

其中，单片机控制模块采用单片机进行控制和信号生成，波形发生模块用于产生不同形式的函数信号，幅度控制模块用于调节信号的幅度，频率控制模块用于调节信号的频率，显示模块用于显示当前的信号参数。

三、基本功能和设计过程1.单片机控制模块的设计：选择合适的单片机，搭建合适的电路，并进行相应的编程。

具体的控制程序需根据单片机型号和要求进行设计和实现。

2.波形发生模块的设计：选择合适的波形发生电路，包括正弦波、方波、三角波等。

这些波形的发生可以采用基于单片机的数字方法生成。

3.幅度控制模块的设计：通过调节电路中的阻值来实现对信号幅度的调节。

可以使用模拟方法或者数字方法实现。

4.频率控制模块的设计：通过调节电路中的电容或者电阻来实现对信号频率的调节。

可以使用模拟方法或者数字方法实现。

5.显示模块的设计：选择合适的显示设备，如LCD液晶显示屏，将信号的参数通过单片机发送到显示设备上进行显示。

四、设计实例以基于PIC16F877A单片机的函数信号发生器为例，简要介绍其设计与实现步骤。

1.单片机控制模块的设计：选择PIC16F877A单片机，并搭建相应的电路。

使用C语言编写程序，根据用户的输入和要求，通过PWM或DAC控制输出信号的幅度和频率。

2.波形发生模块的设计：根据需要，选择合适的波形发生电路进行设计。

可使用PIC16F877A的PWM输出产生正弦波，方波和三角波等。

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。

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不同波形的仪器，广泛应用于电子实验、仪器仪表测试等领域。

传统的函数信号发生器通常由模拟电路实现，但使用单片机来设计函数信号发生器具有灵活性高、可编程性强的优点。

本文将介绍一种基于单片机的函数信号发生器的设计。

一、设计原理单片机函数信号发生器的设计基于数字信号处理技术，通过使用单片机的计时器和IO口来产生各种不同形状和频率的波形。

其主要步骤如下：1.选择适当的单片机选择一款拥有足够IO口和计时器功能的单片机作为控制核心。

可以使用常见的单片机如ATmega16、STM32等。

2.设计时钟电路通过外部晶振或者内部时钟源，提供稳定的时钟信号。

3.波形生成算法选择合适的波形生成算法，根据算法设计相应的程序来生成正弦、方波、三角波等不同波形。

4.输出接口设计设计输出接口，可以使用模拟输出电路将数字信号转化为模拟信号输出到外部设备，也可以使用DAC芯片来实现模拟输出。

二、硬件设计1.单片机选型在选择单片机时，需要考虑到所需的IO口数量、计时器数量和存储器容量等因素。

对于初学者来说，可以选择ATmega16单片机，它拥有足够的IO口和计时器资源。

2.时钟电路设计为了使单片机能够稳定工作，需要提供合适的时钟信号。

可以使用外部晶振电路或者内部时钟源。

同时，还需要添加滤波电路来排除干扰。

3.输入电路设计如果需要通过键盘或者旋钮来调节频率和幅度等参数，可以设计相应的输入电路。

可以使用AD转换器来将模拟信号转化为数字信号输入到单片机。

4.输出电路设计为了将数字信号转化为模拟信号输出到外部设备，可以使用RC电路或者声音音箱等输出装置。

三、软件设计1.程序框架设计设计程序框架，包括初始化配置、波形生成循环、参数调整等部分。

2.波形生成算法编写根据所选的波形生成算法，编写相应的程序代码。

可以使用数学函数来生成正弦波、三角波等形状，也可以采用查表法。

3.输入参数处理根据设计要求，编写处理输入参数的程序代码，实现参数调整、频率设置等功能。

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的设计与实现首先，我们需要确定信号发生器的基本功能和要支持的信号类型。

常见的信号类型包括正弦波、方波、三角波和锯齿波等。

我们可以设计一个菜单界面，通过按键或旋钮选择需要生成的信号类型。

选择信号类型后，用户可以调节频率、幅度和相位等参数，生成相应的信号。

接下来，我们需要设计硬件电路。

基于单片机的函数信号发生器需要一个DA转换芯片来实现数字信号到模拟信号的转换。

我们可以选择常用的模数转换芯片，比如R-2R电阻网络型DA转换芯片。

通过电阻网络的调节，我们可以将单片机输出的数字信号转换为对应的模拟信号。

另外，我们还需要考虑信号的放大和滤波问题。

常见的做法是使用运放作为信号的放大器，通过运放的增益调节，我们可以将信号放大到合适的幅度。

同时，我们还需要滤波电路来去除高频噪声和谐波，以保证输出信号的质量。

在硬件设计完成后，我们需要进行软件编程。

我们可以选择一种合适的单片机，根据其开发环境和编程语言进行开发。

常见的单片机包括51单片机、AVR单片机和STM32等。

我们可以使用C语言或汇编语言编写程序，通过定时器和IO口控制输出信号的频率和幅度。

在软件编程中，我们需要实现信号类型的选择、频率、幅度和相位的调节，以及信号输出的控制。

可以根据用户的选择，生成对应的数字信号，并通过DA转换芯片转换成模拟信号。

同时，我们还可以在程序中添加一些附加功能，比如保存设置、显示当前参数等。

最后，我们需要进行整体调试和测试。

我们可以通过示波器来观察输出信号的波形和频谱，以验证信号发生器的功能和性能。

如果有问题，我们可以通过调整电路和程序进行调试和优化。

总之，基于单片机的函数信号发生器的设计与实现是一个相对复杂和庞大的项目。

它需要我们对单片机的原理和编程有一定了解，同时还需要具备一定的电路设计和调试能力。

但是，通过这个项目的实践，我们可以提高我们的技术能力和创新能力，在电子领域中取得更多的成就。

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51单片机的函数信号发生器
一、任务
设计并制作一台基于51单片机的函数信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，且不能使用专用集成函数发生器芯片。

二、要求
系统框图：
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～1kHz范围内可调；
3)输出信号波形无明显失真；
2．发挥部分
1)将输出信号频率范围扩展为10Hz～10kHz，输出信号频率可分段调节：在10Hz～
10kHz范围内步进间隔为100Hz；
2)在1k 负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V opp在0～5V范围内即可；
3)可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；
4)其他。

三、说明
设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。

完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。

四、评分标准
注：请大家于五一收假的晚上之前把你们所需要的元件清单拿过来，我们好统一购买元器件。

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。

基于单片机的信号发生器设计一、本文概述随着现代电子技术的飞速发展，单片机因其高集成度、低成本和易于编程等特点，在信号处理和控制领域得到了广泛应用。

本文旨在探讨基于单片机的信号发生器设计，该设计在电子工程、自动化控制、信号处理等领域具有重要的应用价值。

本文将首先介绍单片机的基本概念、特点及其在信号发生器设计中的应用优势。

随后，将详细阐述信号发生器的设计原理、系统架构以及关键模块的设计方法，包括信号生成模块、放大模块、滤波模块等。

本文还将探讨单片机编程技术在信号发生器中的应用，包括程序设计、调试与优化等方面。

通过实验验证所设计信号发生器的性能，并对其在实际应用中的可行性进行评估。

本文的研究成果将为相关领域的研究人员和技术人员提供一定的理论指导和实践参考。

二、单片机概述单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，是将中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出（IO）端口、定时计数器以及中断系统等主要计算机功能部件集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机以其体积小、功能强、性价比高、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点，被广泛应用于各种控制系统和智能化产品中。

单片机通常按照数据总线宽度、内部程序存储器容量、IO端口数量等参数进行分类。

其内部逻辑电路主要包括CPU、存储器、IO接口电路、定时计数器、中断控制逻辑等模块。

CPU是单片机的核心，负责执行指令、处理数据和进行逻辑运算存储器用于存储程序和数据IO接口电路负责单片机与外部设备的连接和通信定时计数器用于实现定时和计数功能中断控制逻辑则用于响应和处理外部中断事件。

在信号发生器设计中，单片机作为核心控制单元，负责产生和控制各种信号波形，如正弦波、方波、三角波等。

通过编程控制单片机的IO端口，可以产生不同频率、不同幅度的信号，从而实现信号发生器的功能。

同时，单片机还可以通过与其他电路模块的配合，实现信号调理、功率放大、显示输出等功能，使信号发生器具有更高的性能和更广泛的应用范围。

基于单片机函数信号发生器的设计摘要：本文设计的函数发生器采用STC89C51 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和LED显示灯电路等。

电路采用AT89S51单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器。

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。

所产生的波形幅度在一定范围内可调,波形准确并且平滑。

本文设计的函数信号发生器，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，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。

关键词：单片机；信号发生器；运放器Signal generator established on The MCU function designAbstract：Function generator of this design uses STC89C51 microcontroller as the control core, the external D/A conversion circuit (DAC0832), op amp circuit (LM324), keyboard and LED display circuit etc.. The circuit uses AT89S51 microcontroller and a DAC0832 DAC digital low frequency signal generator. Through the button control can produce Fang Bo, sawtooth wave, triangle wave, sine wave, with LED display the corresponding waveform. The wave amplitude generated can be adjusted in a certain range, accurate and smooth waveform.Function signal generator is designed in this paper, it has the characteristics of low price, high performance and low frequency range, good stability, convenient operation, small size, less power consumption etc.. Due to the adoption of the LM324 operational amplifier, the circuit stability has more high, high performance. This circuit is clear, the fault is easy to find the error, simple operation, convenient.Keywords: Single chip microcomputer；Signal generator；Operational amplifier目录第一章绪论 (1)1.1单片机概述 (1)1.2课题研究的社会实用意义及应用领域 (1)1.3 研究内容 (1)第二章单元电路的设计 (2)2.1系统设计 (2)2.1.1系统方案的比较 (2)2.1.2芯片选择模块 (2)2.2单片机模块及电源模块的设计 (3)2.2.1单片机模块 (3)2.3D/A转换模块 (3)2.4显示模块的设计 (5)第三章硬件电路的设计 (6)3.1系统框图 (6)3.2资源分配 (6)3.3最小单片机系统设计 (6)3.3.1STC89C51的引脚图 (7)3.3.2管脚说明 (8)3.3.3STC89C51的晶振及其连接方法 (10)3.3.4STC89C51的复位 (11)3.3.5芯片擦除 (11)3.4各部分电路原理 (12)3.4.1DAC0832芯片原理 (12)3.4.2LM324工作原理 (14)第四章软件设计 (15)4.1主程序流程图 (15)4.2方波程序流程图 (16)4.3三角波程序流程图 (17)4.4锯齿波程序流程图 (17)4.5 正弦波程序流程图 (18)第五章系统测试及结论 (19)5.1产生各种波形电压输出范围及频率如下： (19)5.2示波器测试的波形 (19)5.3设计与实验中应注意的问题及解决问题的措施 (20)5.3.1安装与调试 (20)5.3.2遇到的问题与解决 (20)第六章结论与心得 (22)参考文献 (23)附录1 硬件电路元件装配图 (24)附录2 模拟组装和PC板连接线图 (25)附录3 波形发生器程序 (25)第一章绪论1.1单片机概述伴随着信息技术及集成电路技术的大规模快速发展，所谓单片机就是指“CPU即中央处理器、RAM即随机存取存储器、ROM只读存储器、(I/O)即输入输出接口、定时器/计数器，串行通信接口”，和其余一些关于计算机外部电路即外围等都可以聚集在相同的一块芯片上，从而组成了单片微型计算机”[1]。

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。

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。

基于单片机的函数信号发生器设计
近年来，随着科学技术的飞速发展，计算机的硬件设备和软件程序的逐步完善，信号发生器具有许多优点，如低成本、可靠性高、灵活性强等优点，已经被广泛应用于计算机技术和各种测量仪器中。

而基于单片机的函数信号发生器，则更具有可编程性能和更低的成本优势，深受广大科学家的青睐。

本文的目的是设计一种基于单片机的函数信号发生器，该发生器由一个单片机、一个发射机、一个接收机和一个调制解调组成，以及一个显示器来显示接收的信号。

首先，运用单片机作为控制器，将其与发射机连接，再将各种函数信号（如正弦波、方波、余弦波等）调制到发射机输出端，让发射机发射出各种函数信号。

接着，在接收机方面，我们使用一个调制解调器，接收机接收到发射机发出的函数信号后，将信号解调，重新调制成我们想要的函数信号，然后使用显示器来显示函数信号的波形，以便观察。

最后，在硬件的设计上，我们使用单片机作为控制器，发射机和接收机可以分别使用多种射频技术（如射频调制、无线电调制、数字调制等），发射机的输出功率可以通过改变电容电阻和其它技术来微调，以符合接收机所能处理的范围。

此外，显示器可以采用液晶显示屏，以显示函数信号的波形。

经过上述一系列设计，我们就可以构建一个可用于测量和发射函数信号的发生器，它具有低成本、可编程性高的优点，为科学研究提供了一种有效的发射和测量工具。

因此，我们可以简单总结：本文研究了一种基于单片机的函数信号发生器，它利用发射机发射不同函数信号，使用接收机接收并解调，然后将函数信号显示出来，最终利用发射机和接收机实现了函数信号的发射和接收，实现了低成本、可编程性高、灵活性强、可靠性高的性能。