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使输出的波形幅度达到要求，通过开关电路来实现不同的输出波形之间的切换，改变电路的详细参数就可以实现频率、幅度及占空比的改变。通过对电路结构的优化和所用器件的严格选择就可以提高电路频率的稳定性及准确度。其优点是：电路简单，利用模电知识，不需要编程，缺点是频率不高，频率的调节不方便，波形不稳定，不易调试。
方案2：利用专用直接数字合成DDS芯片的波形发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。就合成信号的质量而言，专用DDS集成芯片由于采用了特定的集成工艺，内部数字信号消抖很小，输出信号的指标较高。专用DDS集成芯片通常设有与单片机连接的并行接口或串行接口，编程简单方便。但缺点是：设计成本较高，电路设计相对复杂。
方案3：采用AT89S52单片机和DAC0832芯片，直接连接独立按键和1602液晶显示屏。该种方案优点是：能充分利用AT89S52单片机的各个I/O口，而不在多用其它芯片，从而减小了系统的成本。也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成。占用空间小，使用芯片少，低功耗。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，通过编程，利用按键来实现频率的变换。 3.2 方案选择及理由
综合考虑，方案3各项性能和指标都优于其他几种方案，能使输出频率有较好的稳定性，充分体现了模块化设计的要求，而且这些芯片及器件均为通用器件，在市场上较常见，价格也低廉，样品制作成功的可能性比较大，所以本设计采用方案3。
4 整体设计思路及原理
4.1 方案介绍
4.1.1毕业设计题目要求
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。 4.1.2方案介绍
采用软硬件结合的方法，利用AT89S52单片机和DAC0832芯片，直接连接独立按键和1602液晶显示屏。通过单片机控制该系统的外围电路，构成函数信号发生器，波形的产生是通过单片机执行波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定规律发送数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的波形，波形的频率可以用程序改变，加上按键控制和液晶显示，可以通过键盘设定所需要的波形频率及波形类型，并在液晶上显示。该种方案优点是：能充分利用AT89S52单片机的各个I/O口，而不在多用其它芯片，
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从而减小了系统的成本。也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成。占用空间小，使用芯片少，低功耗。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，通过编程，利用按键来实现频率的变换。 4.2 设计原理 4.2.1系统设计原理
数字信号能通过数模转换器再转换成模拟信号，因此就可以通过产生数字信号然后再转换成模拟信号的方法来实现，AT89S52单片机原本就是一个较为完整的微型计算机，且具有组成微型计算机各部分的部件：随机存储器RAM、中央处理器CPU、I/O接口电路、只读存储器ROM、定时器/计数器和串行通讯接口等，只要将单片机再配置按键、接口和液晶显示屏、数模转换和放大输出电路等，便可以构成基于单片机的函数信号发生器。
AT89S52是整个函数信号发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，产生各种各样的信号，并从按键接收数据，进行各种功能的转换和信号幅度调节。当数字信号经过接口电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。
显示 电路 键盘 电路 4.2.2系统设计框图
单 片 机 数/模转 换电路 放大 电路 复位 电路 波形 输出 图4-1总体框图
4.2.3硬件原理
将AT89S52单片机的8位P0口与D/A0832 8位数模转换芯片相连，将单片机产生的数字信号转换成模拟信号，模拟信号经运算放大器放大后可由示波器观测到波形。显示部分用1602液晶显示屏显示，1602液晶显示屏数据端与P1口相连，位选端与P2口相连。此函数发生器主要由一片AT89S52单片机、一片DAC0832数/模转换器、一片运算放大器TL082CP、1602液晶显示屏以及5个独立按键构成。 4.2.4软件原理
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软件部分：主要是波形数据的存储、波形数据的选择、波形周期大小的调整，通过程序得到各种波形。波形参数存入sine_tab(正弦波)、triangle_tab (三角波)和square _tab(方波)三个数组中，波形的选择通过独立按键，每按一次按键切换一个波形，周期的改变采用调整定时计数初值来实现，由独立按键来调整周期。单片机顺序读取存储在各波形数组中的波形数据，将波形数据经P0口送到D/A数模转换芯片得到模拟信号。
5 硬件设计部分
5.1主要器件介绍 5.1.1AT89S52单片机
（1）芯片介绍 基本组成部分： ① 一个8位的CPU
② 128B或256B单元内数据存储器（RAM） ③ 4KB或8KB片内程序存储器（ROM或EPROM） ④ 4个8位并行I/O接口P0~P3。 ⑤ 两个定时/计数器。
⑥ 5个中断源的中断管理控制系统。
⑦ 一个全双工串行I/O口UART（通用异步接收、发送器）。
⑧ 一个振荡器和时钟产生电路。
（2）AT89S52单片机的管脚功能如下（如图5-1所示） VCC：供电电压， GND：接地。
P0口：P0口为一个8位开路双向I/O口。当P1口的管
脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0用于外部程序数据存储器，它能被定义成数据/地址的第八位。当FIASH编程时，P0端口作为原码输入口，在FIASH进行校验时，P0端口输出原码，这时P0外部必须被拉高。
P1口：P1端口是在单片机内部提供一个上拉电阻的8位双向I/O口，P1端口缓冲器可以接收输出4TTL门电流。P1端口管脚写入1后，就被内部上拉为高，可以用作输入，P1端口被外部下拉成低电平时，将会输出电流，这是因为内部上拉的缘故。当FLASH编程和校验时，P1端口作为第8位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八
图5-1 芯片管脚
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位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 5.1.2数模转换芯片DAC0832
(1)芯片介绍
DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器。DAC0832输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。
DAC0832的数字量是用二进制代码按数位组合起来的，每一位代码都有一定的权。为了将数字量转换成为模拟量，必须将每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即得到与数字量成正的总模拟量，从而实现数字/模拟转换。本次课题设计所使用的D/A转换芯片为DAC0832。DAC0832是使用非常普遍的8位D/A转换器。
（2）DAC0832的管脚功能如下（如图5-2所示）： D0~D7：数字信号输入端。
ILE：输入寄存器允许，高电平有效。 CS：片选信号，低电平有效。 WR1：写信号1，低电平有效。 XFER：传送控制信号，低电平有效。 WR2：写信号2，低电平有效。 IOUT1、IOUT2：DAC电流输出端。
RfB：是集成在片内的外接运放的反馈电阻。 VREF：基准电压（-10~10V）。 VCC：是源电压（+5~+15V）。 GND：地。
5.1.3液晶显示屏LCD1602
（1）器件介绍
LCD1602液晶显示屏也叫1602字符型液晶，这是一种专门用于显示数字、字母、符号等的点阵型液晶显示模块。由若干个5X7或5X11等点阵字符位组成，每一个点阵字符位都能够显示一个字符，每位之间都有一个点距的间隔，并且每行之间也都有间隔，
图5-2数模转换芯片DAC0832管脚图
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起到了字符间距以及行间距的作用。
工作电压为3.3V或5V，对比度可以调节，内含复位电路。提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能。有80个字节显示数据存储器DDRAM，内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM，8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM。其优点是：微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。
（2）LCD1602的管脚功能如下（如图5-3所示）：
图5-3 LCD1602的管脚图
第1脚：VSS为电源地 第2脚：VCC接5V电源正极
第3脚：V0是液晶显示器对比度调整端，在接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度是最高（对比度过高时就会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器来调整对比度）。
第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚：RW为读写信号线，高电平1时进行读操作，低电平0时进行写操作。 第6脚：E(或EN)端是使能(enable)端,高电平1时读取信息，负跳变时执行指令。 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。
第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚为背光正极，16脚为背光负极。 5.1.4双运算放大器TL082CP
（1）芯片介绍
运算放大器，英文描述 Operation Amplifier（OA），是应用非常广泛的一类线性集成电路，其种类繁多。在运用方面，不仅仅可以把微弱信号放大，还可以作为反相器、电压比较器、电压跟随器、加法器、积分器、微分器等等，所以他被称为运算放大器。
（2）双运算放大器TL082CP管脚功能如下： 第1脚：运放A输出端；