(完整word版)51单片机函数信号发生器.doc

基于51单片机的波形发生器的设计摘要这个系统是基于AT89C51单片机的波形信号发生器。

使用AT89C51单片机作为控制核心，该系统由数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键电路和8位数码管等组成。

通过按键可控制方波、三角波、正弦波的产生，并且用数码管指示其对应的频率。

这个设计方法简单、性能良好，这个系统可在多种需要低频信号的场所使用，它具有良好的实用性。

关键词：8951单片机；数字模拟转换电路；运放电路；8位数码管一、设计题目分析。

1、题目分析：基于51单片机的波形发生器设计，即由51单片机控制产生正弦波、方波、三角波等的多种波形。

图1：系统流程示意图2、题目要求：(1) 系统具有产生正弦波、三角波、方波三种周期性波形的功能。

(2) 用键盘控制上述三种波形（同周期）的生成。

(3) 系统输出波形的频率范围为1Hz～1MHz，重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz，非正弦波的频率按照10次谐波来计算。

(4) 系统具有显示输出波形的类型、重复频率和幅度的功能。

二、波形发生器系统设计方案1、设计思路：以AT89C51单片机作为系统的控制核心，其中P0口接DAC0832作为信号输入同时进行数模转换，P1口用来接键盘，P2口接LED显示器，由程序来控制P0口产生的波形，再由按键和按键次数控制波形的种类、频率的大小，并且能够通过按键来控制波形频率值和幅度值。

由运算放大器DAC0832来实现输出电流到电压的转换，即实现数字信号到模拟信号的转换。

另外在LED上显示实时的频率值，产生的波形在示波器显示。

2、设计框图及系统介绍：图2：框图设计3、选择合适的设计方案：方案一：采用模拟分立元件或单片函数发生器就可以产生正弦波、方波、三角波，方法简单。

通过调整外部元件也可以实现输出频率的改变，但采用模拟元器件造成元件分散性太大，从而产生的频率稳定性较差、抗干扰能力低、灵活性较差、而且精度低，不能实现任意波形转换和波形运算输出等方面自主控制功能。

课程设计任务书指导教师：2012 年12 月17 日3目录目录 (2)1.系统设计 (5)1.1设计要求 (5)1.2方案设计与论证 (5)1.2.1 信号发生电路方案论证 (5)1.2.3 显示方案论证 (6)1.2.4键盘方案论证 (6)1.3总体系统设计 (6)1.4硬件实现及单元电路设计 (6)1.4.1单片机最小系统的设计 (7)1.4.2 波形产生模块设计 (7)1.4.3 显示模块的设计 (8)1.4.4 键盘显示模块的设计 (8)1.5 软件设计流程 (9)2.输出波形的种类与频率的测试 (10)2.1、测量仪器及测试说明 (10)2.2测试过程 (10)2.3、测试结果 (11)3.设计心得及体会 (11)参考文献 (11)41.系统设计经过考虑，我们确定方案如下：利用AT89S52单片机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，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。

1.1、设计要求1)、利用单片机采用软件设计方法产生三种波形2）、三种波形可通过键盘选择3）、波形频率可调4）、需显示波形的种类及其平率1.2方案设计与论证1.2.1 信号发生电路方案论证方案一：通过单片机控制D/A，输出三种波形。

此方案输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。

但此方案电路简单、成本低。

方案二：使用传统的锁相频率合成方法。

通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波。

此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。

方案三：利用MAX038芯片组成的电路输出波形。

MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生准确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形。

但此方案成本高，程序复杂度高。

以上三种方案综合考虑，选择方案一。

基于51单片机的信号发生器设计报告二零一四年十二月十一日摘要根据题目要求以及结合实际情况，本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的频率可用程序改变，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。

本设计经过测试，性能和各项指标基本满足题目要求。

关键词：信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片目录摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论.................................................................1.1单片机概述...........................................................1.2信号发生器的概述和分类..............................................1.3问题重述及要求....................................................... 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实际功能 ............................................................. 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........................................................... 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 单片机概述单片机（Single chip microcomputer ）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU 、随机存储器RAM 、只读存储器ROM 、多种I/O 口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

湘南学院电子工程设计题目：基于51单片机的函数信号发生器设计学院（系）：电子信息与电气工程学院年级专业： 2013级电子信息科学与技术学号： 201314110144 ，201314110106 学生姓名：周慧程迅指导教师：王龙2016年 4 月 1 日课程设计任务书学生姓名：程迅周慧专业班级：电子信息科学与技术（一）班指导教师：王龙工作单位：电子信息与电气工程学院题目:基于51单片机的函数信号发生器的设计初始条件：1. 运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识；2. 51单片机最小系统；3. PC机及相关应用软件。

要求完成的主要任务: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，通过程序设计方法产生锯齿波、正弦波、三角波、矩形波四种波形，通过按键来控制四种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及频率值。

1.完成函数信号发生器的设计和调试。

2.撰写课程设计说明书，说明书使用A4打印纸计算机打印，用proteus等仿真软件绘制电子线路图纸。

基于51单片机的函数信号发生器的设计摘要本系统利用单片机STC89C52采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、三角波、矩形波四种波形，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，能产0Hz—535Hz的波形。

通过按键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，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：单片机STC89C52、DAC0832、液晶1602目录前言 (1)第一章系统设计要求及设计方案 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 方案设计与论证 (2)1.2.1 信号发生电路方案论证 (2)1.2.2 单片机的选择论证 (2)1.2.3 显示方案论证 (3)1.2.4 键盘方案论证 (3)1.3 系统主要功能 (3)第二章系统的硬件设计 (4)2.1 总体系统设计 (4)2.2 硬件实现及单元电路设计 (4)2.2.1 振荡电路 (4)2.2.2 复位电路设计 (5)2.2.3 波形产生模块设计 (6)2.2.4显示模块的设计 (7)2.2.5 键盘显示模块的设计 (7)2.3 软件设计流程 (8)第三章 proteus的简介 (9)3.1 proteus介绍 (9)3.1.1 keil调试 (10)3.1.2 proteus仿真调试 (10)3.2 测试过程 (11)附录一：总电路图 (12)附录二：部分程序 (12)前言信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。

/****************简易信号发生器****************************程序功能：输出正弦波、锯齿波、方波、三角波涉及芯片：TLC5615**********************************************************/#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit din=P3^0;sbit scl=P3^1;sbit cs1=P3^2;sbit key1=P1^0;sbit key2=P1^1;sbit key3=P1^2;sbit key4=P1^3;//sbit w2= P1^0;uchar code sine_tab[256]={//输出电压从0到最大值（正弦波1/4部分）0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab, 0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4, 0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,//输出电压从最大值到0（正弦波1/4部分）0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba, 0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99 ,0x96,0x93,0x90,0x8d, 0x89,0x86,0x83,0x80,//输出电压从0到最小值（正弦波1/4部分）0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55, 0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b, 0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e, 0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,//输出电压从最小值到0（正弦波1/4部分）0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08, 0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20, 0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45, 0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x72, 0x76,0x79,0x7c,0x80};uchar bdata date; //位寻址sbit date7=date^7;sbit date6=date^6;sbit date5=date^5;sbit date4=date^4;sbit date3=date^3;sbit date2=date^2;sbit date1=date^1;sbit date0=date^0;void delay(uint t){while(t--);}void write_sip5615(uchar k) {date=k;din=date7;scl=0;scl=1;din=date6;scl=0;scl=1;din=date5;scl=0;scl=1;din=date4;scl=0;scl=1;din=date3;scl=0;scl=1;din=date2;scl=0;scl=1;din=date1;scl=0;scl=1;din=date0;scl=0;}void write_5615(uint k){k<<=2;cs1=0;write_sip5615(k>>8);//送高八位write_sip5615(k);//送低八位cs1=1;}void main(){uint k1=0,k2=0,k3=0,k4=0,i=0,j=0,x=0,z,p;while(1){/* w2=0;delay(500);w2=1;delay(500); */if(key1==0)//按键1检测{k1=1;k2=0,k3=0,k4=0;while(!key1);}if(key2==0) //按键2检测{k2=1;k3=0,k1=0,k4=0;while(!key2);}if(key3==0)//按键3检测{k3=1;k1=0,k2=0,k4=0;while(!key1);}if(key4==0)//按键4检测{k4=1;k1=0,k2=0,k3=0;while(!key2);}if(k1==1)//正弦波write_5615(sine_tab[i]);i++;delay(100);if(i==256)i=0;}if(k2==1)//锯齿波{write_5615(j);j++;delay(100);if(j==250)j=0;}if(k3==1)//方波（次处用单片机的I/O效果更好）{write_5615(10);delay(10000);write_5615(200);delay(10000);}if(k4==1)//三角波{for(z=0;z<301;z++){delay(50);write_5615(z);if(z==300){for(p=300;p>0;p--){if(p==0)break;write_5615(p);delay(50);}}}}}}。

《智能仪器仪表设计基础》课程设计报告单位：自动化学院学生姓名：汪连升专业：测控技术与仪器班级：0821001学号：2010212950指导老师：耿道渠成绩：设计时间：2013 年5月重庆邮电大学自动化学院制一、题目：基于单片机的多波形信号发生器设计二、指导教师：耿道渠三、设计要求：设计一个信号发生器，实现如下功能：（1）可产生正弦波、方波、三角波、脉冲等波形；（2）通过按钮或键盘选定输出波形；（3）波形频率可设定；（4）波形可通过液晶屏显示。

四、给定条件：1、8051单片机最小系统；2、ADC，DAC器件；五、设计：1、方案论证，并确定设计方案2、给出信号发生器的整体设计框图3、硬件电路设计4、软件设计（画出程序流程图，并给出相应模块程序代码）5、完成设计报告六、具体设计过程及实验结果：七、设计的心得体会：八、附件：（可选）完成心率波、指数上升和指数下降波形；九、参考书目：给出主要参考书目（如：《单片机原理与应用》、《电子测量技术》、《单片机C语言程序设计》等），包括作者，书目名称，出版社等。

基于51单片机的波形发生器引言波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。

函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。

本系统通过对51单片机的控制，用DA-AD等模块实现了正弦波、方波、三角波和锯齿波的产生，同时可以通过按键实现波形的选择和波形频率的改变。

在实现波形的发生的同时又实现了波形图线的显示，通过NoKia5110对AD实时采集数据的显示、波形类型和波形频率的显示。

摘要：本系统采用单片C8052为控制核心，通过其端口实现数字量的输出，然后由DAC0832把数字量转换成模拟量；但是DAC芯片输出的是电流信号，本系统用LM324运放把电流信号转换为电压信号。

创新性实验研究报告实验项目名称＿简易函数信号发生器四、实验内容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。

5、仿照仿真软件进行硬件电路的焊接。

6、将程序下载到单片机，并用示波器测试输出波形。

7、对程序进行修改，直到输出满意的波形为止。

3、实验步骤1、首先打开keil软件.2、运用keil软件对程序进行编写，程序见附件。

3、打开protues软件.4、运用protues软件对硬件电路进行设计。

9C51单片机是该信号发生器的核心，具有2个定时器，32个并行I/O口，1个串行I/O口，5个中断源。

由于本设计功能简单，数据处理容易，数据存储空间也足够，因为我们采用了片选法选择芯片，进行芯片的选择和地址的译码。

在单片机最小最小系统中，单片机从P1口接收来自键盘的信号，并通过P0口输出控制信号，通过DA转换芯片最终由示波器显示输出波形。

单片机引脚分配如下：�XTAL1，XTAL2：外接晶振，产生时钟信号。

�RST：复位电路；�P2口：8位数字信号输出输出，外接DAC0832；�P3.6口和P3.7口：DAC0832的时钟信号；单片机模块单片机输出的是数字信号，因为要得到模拟信号的波形就必须对其进行数模转换。

我们采用了DAC0832数模转换器，该芯片具由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器及转换控制电路四部分构成。

由于其输出为电流输出，因为外加运算放大器LM324使之转换为电压输出。

最后通过示波器显示输出的波形。

数模转换模块运放模块整体硬件电路图五、实验结果与分析1、实验现象、数据记录仿真波形2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论：经过观察调试，再观察，再调试，最终输出的波形较为理想。

此次试验经过一系列的调试，最终输出的波形为正弦波、方波、三角波。

基于51单片机的简易函数信号发生器的设计与分析郭 辉（阜阳师范学院信息工程学院，安徽阜阳，236037）摘要：函数信号发生器设计与分析是单片机实践中的一重要实验。

本文采用Proteus 对函数信号发生器的原理图进行设计，并通过Keil 软件编程验证该设计的可行性，通过调节按键，该简易函数信号发生器可以正确输出正弦波、锯齿波、梯形波、矩形波，并可以通过按键对相应波形的频率进行调节，最终通过Proteus 制作出该电路的PCB 原理图。

本设计对单片机项目设计与实现具有一定的指导意义。

关键词：信号发生器；AT89C51；Proteus ；Keil ；PCB 中图分类号：TP368.1 文献标识码：BDesign and analysis of a simple function signal generator based on 51 single chip microcomputerGuo Hui（College of Information Engineering,Fuyang Teachers' College,Fuyang Anhui,236037）Abstract ：This paper uses the principle of figure Proteus function signal generator is designed,and the feasibility of the design is verified by Keil software programming,by adjusting the key,the simple function signal generator can output sine wave,Ju Chibo,trapezoidal wave,rectangular wave,and can be adjusted through the key corresponding to the frequency of the waveform, eventually produced by Proteus PCB principle diagram of the circuit.Keywords ：signal generator;AT89C51;Proteus;Keil;PCB 0 引言Proteus 软件为英国Labcenter electronics 公司开发的EDA 工具软件。

目录1.系统总体方案选择与说明.............. (1)2.系统结构框图与工作原理.............. . (1)3.各单元硬件设计说明及计法.............. .. (1)4.软件设计与说明（包括流程图）.............. . (8)5.调试结果与必要的调试说明.............. . (14)6.使用说明.............. .............. .. (18)7．程序清单.............. .............. . (18)8．总结.............. .............. .. (34)9.参考文献.............. .............. .. (36)附录.............. .............. .. (36)附录A 系统原理图一、系统总体方案选择与说明为了实现低频信号的产生和频率以及移相角度的显示我们采用的用D/A数模转换电路进行波形的输出。

并通过数码管进行显示。

通过按键进行波形的选择以及频率和移相的调整。

二、系统结构框图与工作原理系统选用AT89S52作为CPU；波性选择及频率和移相角调整：通过按键来选择来产生中断0，以实现波形的选择，通过按键来产生中断1，实现频率和移相角度的选择，通过另外两键的是实现加减；数模转换及波形输出：通过DAC0832来实现模数转换，并通过两级运放实现双极性输出。

系统结构框图如图1所示图1 系统结构框图三、各单元硬件设计说明及计算方法1)主电路如图2所示图2 主电路2)功能键电路通过建S1来产生外部中断1（INT1），由中断1 的中断程序来记录按键的次数（CNT_EX1（0-2））。

不同键数代表的功能不一样。

相应的处理程序根据CNT_EX1，实现调频和移相。

通过S2键来产生外部中断0（INT0），由中断0 的中断程序来记录按键的次数（CNT_EX0（0-5））。

基于51单片机的函数信号发生器设计报告队员1姓名：杨颉学号： 2专业：电子信息科学与技术队员2姓名：王鼎鸿学号： 2专业：电子信息科学与技术基于51单片机的函数信号发生器摘要本系统利用单片机AT89C52采用程序设计方法产生锯齿波、三角波、正弦波、方波四种波形，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，能产生10Hz—10kHz的波形。

通过键盘来控制四种波形的类型选择、拨码开关控制频率的变化，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，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：单片机AT89S52、DAC0832、液晶1602目录1.系统设计1.1设计要求1.2方案设计与论证1.2方案设计与论证1.2.1信号发生电路方案论证1.2.2单片机的选择论证1.2.3显示方案论证1.2.4键盘方案论证1.3总体系统设计1.4硬件实现及单元电路设计1.4.1单片机最小系统的设计1.4.2波形产生模块设计1.4.3显示模块的设计1.4.4键盘模块的设计1.5软件设计流程1.6源程序2.输出波形的种类与频率的测试2.1测试仪器及测试说明2.2测试结果3、附录3.1参考文献3.2附图1、系统设计经过考虑，我们确定方案如下：利用AT89C52单片机采用程序设计方法产生锯齿波、三角波、正弦波、方波四种波形，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，通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。

1.1、设计要求1>、利用单片机采用软件设计方法产生四种波形2）、四种波形可通过键盘选择3）、波形频率可调4）、需显示波形的种类及其频率1.2方案设计与论证1.2.1信号发生电路方案论证方案一：通过单片机控制D/A，输出四种波形。

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。

摘要本文以STC89C51单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。

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。

波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。

介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。

本系统可以产生最高频率798.6HZ的波形。

该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。

关键词:低频信号发生器;单片机;D /A转换;1设计选题及任务设计题目：基于单片机的信号发生器的设计与实现任务与要求：设计一个由单片机控制的信号发生器。

运用单片机系统控制产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波等。

信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。

并可通过软件任意改变信号的波形。

基本要求：1. 产生三种以上波形。

如正弦波、三角波、矩形波等。

2.最大频率不低于 500Hz。

并且频率可按一定规律调节，如周期按1T,2T,3T,4T或1T，2T，4T，8T变化。

3.幅度可调，峰峰值在0——5V之间变化。

扩展要求：产生更多的频率和波形。

2系统概述2.1方案论证和比较2．1．1总体方案：方案一：采用模拟电路搭建函数信号发生器，它可以同时产生方波、三角波、正弦波。

但是这种模块产生的不能产生任意的波形（例如梯形波），并且频率调节很不方便。

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：使用集成信号发生器发生芯片，例如AD9854,它可以生成最高几十MHZ的波形。

但是该方案也不能产生任意波形（例如梯形波），并且价格昂贵。

方案四：采用AT89C51单片机和DAC0832数模转换器生成波形，加上一个低通滤波器，生成的波形比较纯净。

它的特点是可产生任意波形，频率容易调节，频率能达到设计的500HZ以上。

111 前言波形发生器,是一种作为测试用的信号源,是当下很多电子设计要用到的仪器。

现如今是科学技术和设备高速智能化发展的科技信息社会,集成电路发展迅猛,集成电路能简单地生成各式各样的波形发生器,将其他信号波形发生器于用集成电路实现的信号波形发生器进行对比,波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,集成电路实现的信号波形发生器都胜过一筹,随着单片机应用技术的不断成长和完善,导致传统控制与检测技术更加快捷方便。

2 系统设计思路文章基于单片机信号发生器设计,产生正弦波、方波、三角波,连接示波器,将生成的波形显示在示波器上。

按照对作品的设计研究,编写程序,来实现各种波形的频率和幅值数值与要求相匹配,然后把该程序导入到程序存储器里面。

当程序运行时,一旦收到外界发出的指令,要求设备输出相应的波形时,设备会调用对应波形发生程序以及中断服务子程序,D/A转换器和运放器随之处理信号,然后设备的端口输出该信号。

其中,KEY0为复位键,KEY1的作用是选择频率的步进值,KEY2的作用是增加频率或增加频率的步进值,KEY3的作用是减小频率或减小频率的步进值,KEY4的作用是选择三种波形。

103为可调电阻,用于幅值的调节。

自锁开关起到电源开关的作用。

启动电源,程序运行的时候,选择正弦波,红色LED灯亮起;选择方波,黄色LED灯亮起;选择三角波,绿色LED灯亮起。

函数信号发生器频率最高可达到100Hz,最低可达到10Hz,步进值0.1-10Hz,幅值最高可到3.5V。

系统框图如图1所示。

3 软件设计选用AT89C51单片机编写程序。

这种方法控制信号波形的频率和幅值是通过编写程序来实现,通过改变程序来实现频率的变化,且这种方法无需改变硬件电路。

这种方法可以使信号的精度很高(编程产生的是数字信号),并可使电路得到一定程度上的简化。

主程序和生成波形的子程序共同组成了系统软件设计,生成波形的子程序的编程是软件设计的主要内容,各种波形通过编程来得到。

基于51单片机的多功能信号发生器设计一、设计目的和意义随着电子技术的发展,信号发生器经常要用在各种科学技术领域和工程实践中。

选择适当的嵌入式处理器、DA转换芯片，放大器，设计出一种基于单片机的多功能信号发生器的设计，能够实现键盘控制下输出正弦波、方波、三角波等波形。

二、设计原理利用51单片机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1Hz—3kHz的波形。

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。

三、详细设计步骤1．总体框架图1 系统总体框架2．单片机最小系统设计51单片机是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。

用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图2所示。

由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。

其应用特点：(1) 有可供用户使用的大量I/O口线。

(2) 内部存储器容量有限。

(3) 应用系统开发具有特殊性。

图2 51单片机最小系统3．波形产生模块由单片机采用编程方法产生三种波形、通过DA转换模块DAC0832在进过滤波放大之后输出。

开始置DAC0832口地址4000HA赋值为#00H（A）0823输出A=F0H A=A+1图3锯齿波产生流程图锯齿波产生首先将DAC0832口地址置为4000H，然后将00H送入寄存器A中，DAC0832输出A的内容，当A中的内容等于F0H返回开始，当A中的内容不为0FH时，A的内容累加，从而输出波形。

图4 三角波产生流程图三角波产生首先将DAC0832口地址置为4000H，通过A中数值的加1递增，当A中的内容为0FFH时，A中的内容减1递减，从而循环产生三角波。

函数信号发生器设计报告参赛人员：朱秋王嘉文房开兰指导教师：漆晶二0 0 九年七月十四日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。

本函数发生器采用STC89C52 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（uA741）、倍频电路（CD4046）、按键和LCD显示电路等。

电路采用STC89C52单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器。

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uA741运算放大器和滤波电路，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。

通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波，同时用LCD1602显示幅值和频率。

所产生的波形V P-P范围为0~5 V，由倍频电路使频率范围为100Hz~ 1MHz,波形准确并且平滑。

本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。

关键词：单片机；倍频；调频；调幅；LCD1602AbstractWaveform generator is a common signal source, widely used in electronic circuits, automatic control systems and experiments in areas such as teaching .Function generator used as a control core STC89C52 single-chip, external digital / analog converter circuit (DAC0832),operational amplifier circuit (uA741), frequency-doubling circuit (CD4046), and buttons and LCD display circuit. STC89C52 circuit and a single-chip digital DAC0832 Digital to Analog component of low-frequency signal generator. Function signal generator, it has a low price, high-performance and low-frequency range of good stability, convenient operation, small size, low power consumption and so on. UA741 As a result of the operational amplifier and filter circuit to circuit with high stability and more performance, high performance. This circuit clears, easy to find failure error, simple and convenient.Keys can be generated through control of square wave, triangle wave, sine wave, LCD display at the same time with the amplitude and frequency. Waveform generated by VP-P range of 0 ~ 5 V, so that by the multiplier circuit for frequency range 92.592593Hz ~ 217.3913Hz, accurate and smooth waveform. The system is designed to be simple, excellent performance, with a certain degree of practicality.Key words:microcomputer; frequency; FM; AM; LCD1602目录一、系统方案 (5)1、1 信号发生部分 (5)1、2显示部分 (6)二、系统设计 (6)2、1 总体设计思路 (6)2、2总体框图 (6)三、硬件电路 (7)3、1单片机电路 (7)3、1、1 功能与基本原理 (7)3、1、2 资源分配 (8)3、2波形转换(D/A)电路 (8)3、3显示接口电路 (9)3、4倍频电路 (9)四、软件设计及流程 (10)五、调试与测试结果 (11)5、1 硬件调试 (11)5、2 软件调试 (11)六、结束语 (11)七、参考文献 (12)八、附录 (12)8、1 元件清单 (12)8、2 电路原理图 (13)8、3 程序清单 (14)一、系统方案题目要求实现的任务是设计并制作一个函数信号发生器，能产生正弦波，方波，三角波，要求不用DDS和专用的波形产生芯片，频率范围100Hz~1MHz，幅度0~5V，方波占空比可调，实时显示频率和幅度。