河南理工大学
万方科技学院
《电子设计综合训练》设计报告
多功能信号发生器设计
姓 名： 任永攀 学 号： 0828020076 专业班级： 08级电信（1） 指导老师： 张宏伟
2011年 11月 3 日
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目录
摘要............................................... 错误！未定义书签。 第一章 概述......................................................... 1 1.1信号发生器概述 ................................................ 1 1.2信号发生器数模转换背景 ........................................ 1 1.3单片机的发展应用及结构 ........................................ 3 1.3.1 单片机的发展应用 ......................................... 3 1.3.2 单片机的结构 ............................................. 4 1.4 论文的主要内容 ............................................... 5 第二章 系统总体方案及硬件设计...................................... 7 2.1 方案提出 ..................................................... 7 2.2 总体设计 ...................................................... 8 2.3 总体硬件设计 .................................................. 9 2.4 系统模块设计 .................................................. 9 2.4.1电源设计................................................... 9 2.4.2 时钟与复位电路设计 ....................................... 11 2.5 8255扩展电路 ................................................ 13 2.6 显示器接口设计 .............................................. 19 2,7 4*4行列式键盘设计 ........................................... 22 2.8 0832DA转换电路 .............................................. 26 第三章 软件设计................................................... 30 3.1软件设计主流程图 ............................................. 30 3.2软件功能编程 ................................................. 31 第四章 PROTUES仿真 ................................................ 39 总 结 ............................................................ 41 参考文献 .......................................................... 42 .....................................................................
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摘要
单片微型计算机（简称单片机）作为微型计算机的一个很重要的分支，自它诞生以来至今，以其极高的性能价格比以及一系列人所共识的优点，受到越来越多的工程技术人员的重视。现在，单片机已广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备过程控制、自动检测、家用电器和数据处理等各个方面。
设计了由单片机控制的多功能信号发生器。系统以低功耗的8位单片机87C51为核心，配置相应的外设及接口电路，用汇编语言开发，组成了一个多功能频率信号发生系统。该系统运用单片机控制产生正弦波、三角波、方波及锯齿波等波形并且其幅值为连续可调。该系统既可用于实验，又可作为基本的信号发生装置。
关键词：信号发生器；多功能；单片机
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第一章 概述
1.1信号发生器概述
信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器，是工业生产和电工、电子实验中经常使用的电子仪器之一。信号发生器种类较多，性能各有差别，但它们都可以产生不同频率的正弦波、调幅波调频波信号，以及各种频率的方波、三角波、锯齿波和正负脉冲波信号等。利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的性能及参数进行测量，还可以对电工和电子产品整进行指数验证、参数调整及性能鉴定。在多数电路传递网络中、电容与电感组合电路，电容与电阻组合电路及信号调制器的频率、相位的检测中都可以得到广泛的应用。
信号发生器按其频率的高低，可分为：
超低频信号发生器：频率范围为零点几赫兹到几百赫兹。低频信号发生器：频率范围为几十HZ到几百KHZ。高频信号发生器：几百KHZ到几MHZ。超高频信号发生器：频率范围1MHz以上，可达几十兆赫兹。微波信号发生器。按产生波形的不同，可分为：正弦波信号发生器，脉冲波函数波信号发生器，任意波信号发生器； 按调制方式的不同，可分为：调频信号发生器（FM）、调幅信号发生器（AM），调相信号发生器（PM），脉冲调制信号发生器；此外，还可以产生两种或多种波形信号发生器。
超高频信号发生器，产生波形一般用LC振荡电路。高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即RC振荡电路，通过改变电容和电阻值，改变频率。用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种，即正弦波和脉冲波，其零点不可调。而且价格也比较贵，一般在几百元左。
本文基于单片机原理，采用8051单片机设计并外加上一片DAC0832制作出了多功能频率信号发生器。用该方法设计的多功能信号发生器具有频率稳定、调频范围宽、幅值稳定、波形失真度低、电路结构简单机器、耗电少等特点。可广泛应用于电子信息、机械、交通、地质、航天航空等专业，在教学、科研、生产、工程等诸多领域应用非常广泛
1.2信号发生器数模转换背景
数模转换器的功能
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数模转换器是一种将输入的数字信号转换成模拟信号输出的电路或器件，它被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。
无论在工业生产还是在科学研究中，常常要对某些系统参数进行采集、加工和控制，它们往往是非电的模拟量，例如声、光、磁、热和机械参数等。为了用电子技术处理这些停息．先要通过传感器把这些非电信号变换为相应的电信号。 随着数字技术的迅速发展和成熟，尤其是微处理器的迅速发展和广泛应用，使数字信号的大量存储、快速正确地处理和控制成为很容易的事，因而用数字技术处理模拟信号已越来越受到而视。方法是先把模拟电信号变换为数字信号(模数转换)，再利用数字技术对数字技术加工处理，处理结果根据需要再变换为模拟电信号(数模转换)，以适应后面显示或执行机构的要求，实现对模拟信的显示或控制。
例如工业生产中常常需要对系统的温度参数进行控制，当采用数字系统实现其功能时，先用热电偶或其他温度传感器把系统温度转换成电压，经放大和滤波等预处理，用模数转换器把它变换成对应的数字量，再送入数字系统处理，根据系统情况和控制要求产生的处理结果用数模转换器变换为模拟电压．用来而控制加热系统的功率、实现对系统温度参数的控制。
在单片机的实时控制和智能仪表等应用系统中，控制或测量对象的有关变量，往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度等物理量。这些模拟量必须转换成数字量后才能输入到单片机中进行处理。单片机处理的结果，也常常需要转换为模拟信号。若输入的是非电信号，还需经过传感器转换成模拟电信号。实现模拟量转换成数字量的器件称为模数转换器(ADC)，数字量转换成模拟量的器件称为数模转换器(DAC)。
综上所述，数模转换器具有和模数转换器相对应的基本功能。模数转换器使数字系统能从模拟电子系统中获取与模拟信号有单值函数关系的数字信息，而数模转换器则可以把数字系统处理的结果变为对应的模拟信号，回送给模拟系统，以实观对模拟系统工作状态的检测和控制。因此，数模转换器是数字电子系统和模拟电子系统之间的常用接口电路。
数模转换器的发展经历了电子管、晶体管到集成电路的过程。 40年代后期，
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