黄冈职业技术学院（论文）
目录
1 绪论 ............................................................. 5 1.1 选题背景及意义 ................................................ 5 1.1.1 本课题的研究现状 .......................................... 5 1.1.2 选题目的及意义 ............................................ 6 1.2 设计任务及要求 ................................................ 6 1.2.1 设计的基本要求 ............................................ 7 1.2.2 本文结构安排 .............................................. 7 2 函数发生器系统设计 ............................................... 8 2.1 设计方案的比较 ................................................ 8 2.2 系统模块设计 .................................................. 9 2.2.1 控制模块： ................................................ 9 2.2.2 按键及其显示模块： ........................................ 9 2.2.3 波形产生模块 .............................................. 9 2.2.4 D/A转换 ................................................. 10 2.3 系统总体框图 ................................................. 12 2.4 理论分析 ..................................................... 12 2.4.1 电路的理论计算 ........................................... 12 2.4.2 波形产生相关理论 ......................................... 15 2.5 单片机软件开发系统 ........................................... 15 3 系统硬件电路的设计 .............................................. 17 3.1 单片机最小系统 ............................................... 17 3.2 单片机的接口电路 ............................................. 18 3.3 幅度控制模块 ................................................. 23 3.3.1 单片机与DAC0832的接口 ................................... 23 3.3. 2DAC0832与运放的连接 ..................................... 23 4 系统软件设计 .................................................... 26
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4.1 系统软件设计方案 ............................................. 26 4.2 系统软件流程图 ............................................... 26 4.3 信号产生程序 ................................................. 27 4.3.1 正弦波产生 ............................................... 28 4.3.2 三角波产生 ............................................... 28 4.3.2 方波产生 ................................................. 29 4.3.4 锯齿波的产生 ............................................. 30 5 系统调试与测试 .................................................. 32 5.1 调试 ......................................................... 32 5.2 测试 ......................................................... 35 6 结论与展望 ...................................................... 38 6.1 结论 ......................................................... 38 6.2 展望 ......................................................... 38 致 谢 ............................................................. 39 参考文献 .......................................................... 51 附 录 ............................................................. 40 附录一 系统软件部分源程序 ........................................ 40 附录二 系统原理图 ................................................ 49 附录三 系统PCB图 ................................................ 50
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基于单片机的波形发生器的设计
学 生:李利刚
指导老师:李 敏 （黄冈职业技术学院）
摘要：函数发生器是一种用于产生标准信号的电子仪器，它广泛用于工业生产、
科研和国防等各个领域中，所以论文选题具有一定的实用意义。本文介在绍了函数发生器的基本概念及原理的基础上，采用AT89C51单片机为核心，完成了简易的DDS函数发生器的硬件设计和软件编程，并通过调试实现了其功能和主要技术指标。在系统的硬件部分，设计了由单片机最小系统为核心、通过接口设计，扩展了DAC转换模块、按键和LED显示模块。其中，采用两片DAC0832实现了全数字化的频率合成器(简称DDS)。系统的软件设计是在keil uVision4的集成开发环境下，采用C语言完成了应用系统软件编程，包括主程序、产生四种常用信号的程序、按键功能和显示子程序等电脑模块；模块化的编程使得程序具有可读性和易于维护的特点。
关键词：信号发生器 单片机 keilc51
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Based on SCM waveform generator design
Abstract：Function generator is used to produce a standard signal electronic
instrument, it is widely used in industrial production, scientific research and national defense, and other fields, so the thesis has certain practical significance. This paper in shaoxing interface the function generator of basic concepts and principles, and on the basis of the AT89C51 microcontroller as the core, the completion of the simple DDS function generator hardware design and software programming, and through the debugging realized its function and the main technical indexes. In the system hardware part, designed by single chip minimize system as the core, through the interface design, expanded the DAC conversion module, keys and LED display module. Among them, the two pieces of DAC0832 realized the full digital frequency synthesizer (hereinafter referred to as DDS). The software design is in the system of the keil uVision4 integrated development environment, using C language completed application system software programming, including the main program, produce four common signal procedures, key functions and display subroutines computer module; Modular programming makes the program has a readable and easy maintenance characteristic.
Key words：Signal generator Single-chip microcomputer keilc51
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1 绪论
1.1 选题背景及意义
函数发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学等领域内，函数信号发生器在实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
1.1.1 本课题的研究现状
函数发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪及其它自动测试设备的组成部分。函数发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。美国安捷伦生产的33250A型函数任意波形发生器可以产生稳定、精确和低失真的任意波形，其输出频率范围为1μHz～80MHz，而输出幅度为10mVpp～10Vpp；该公司生产的8648D射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达9kHz～4GHz。国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围为1μHz～60MHz；国产S1000型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用DDS和锁相技术，使频率范围从1MHz～1024MHz能精确地分辨到100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是一台高精度的标准信号发生器。还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是函数发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。
目前，市场上的信号发生器多种多样，一般按频带分为以下几种： 超高频：频率范围1MHz以上，可达几十兆赫兹。 高频：几百KHZ到几MHZ。
低频：频率范围为几十HZ到几百KHZ。
超低频：频率范围为零点几赫兹到几百赫兹。
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