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图1-2 图形
锯齿波
锯齿波如图1-3所示：
图1-3 锯齿波图形
三角波
三角波波形如图1-4所示：
图1-4 三角波图.
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第2章 系统设计
2.1 方案选择
方案一：利用8038等一些单片机的函数发生器的传统方式就可以比较容易地产生出我们常用的正弦波和方波波形等。然后用数/模转换元件对输出的电压进行调节，也可以用数字调控对输出频率进行调节，但用这种方法产生的频率不稳定。
方案二：采用频率合成器。我我们可以用锁相环式的频率合成器对所选择的波形频率用压控振荡器（VCO）进行选定。相比于第一种方法，这种方法产生出来的波形具有良好的性能，但是输出波形的频率难以突破某个范围的限制。最重要的一个缺点是，用这种方法构造的电路比较复杂。
方案三：可以利用对单片机进行编程的方法来实现波形的产生。比如我们可以拿AT89C51作为信号发生器的主控芯片，对单片机编程使其输出各种波形的数字量，然后再用D/A转换模块把输出的数字波形信号转换成模拟波形信号。这个D/A转换模块我们可以选择DAC0832来完成，转换后的模拟信号再经过运放进行两级放大后输出，最终可以在示波器上显示输出波形。输出波形的种类的切换则可以用I/O口外接按键来实现[3]。
综合以上各种方案我们可以比较出，方案一利用传统方法输出的函数信号频率不稳定，而方案二使用锁相环式的频率合成器的电路构造又比较复杂，频率的范围也难以有所突破。所以在进行比较之后，我决定采用第三种方案的思路。第三种方案，用编程的方法可以很方便地通过调节硬件从而调节输出波形的参数，并且方案三中所用到的一些元件的价格相对都比较低，所以比较适合用来完成毕业设计。
2.2 框图设计
基于单片机的函数信号发生器有以下几部分组成；AT89C51主控电路，外接按键电路，复位电路，电源电路和信号输出电路，框图如下图2-1所示：
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电源电路. 复位电路. AT89C51 主控电路. 输出电路. 按键电路.
图2-1 函数信号发生器系统构成图
函数信号发生器的主控部分就是AT89C51单片机，通过编程软件对程序进行编写，烧录到AT89C51里面后就可以产生不同数字波形信号，也可以通过单片机外接按键对输出波形的频率和幅度进行调节和改变。而单片机通过编程输出的波形是数字信号，当经过与单片机连接的数模转换模块DAC0832后，数字信号就可以被转换成模拟信号。而输出波形的幅度则可以通过两级放大进行调节。图2-1中的输出电路包含了D/A转换电路和运放调整电路。图2-2为此次设计函数信号发生器的原理图：[6]
89C51 单片机. 接口 电路. D/A 转换. 图2-2 信号发生器原理框图
滤波放大. 输出波形.
2.3 单片机模块
AT89C51单片机片内有一个4KB的ROM/EPROM，因此只需要在外部接入晶振电路和
用。
断源。[6]
应接高电平。
振荡电路以及扩展部分组成[1]。最小单片机系统如图2-3所示。.
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复位电路就可以构成单片机最小系统了，所以单片机最小系统主要由电源、复位电路、
该最小系统的特点如下：
图2-3 单片机最小系统.
（2）片内数据存储器大小128B，空间地址为00H—7FH,片外没数据存储器。
（4）有两个定时/计数器T0和T1可以使用，一个全双工串行通信接口，5个中（1）由于没有扩展存储器和外设，P0、P1、P2、P3都可以作为用户I/O接口使
（3）片内有4KB的程序存储器，地址为0000H—0FFFH，没有偏外存储器，EA. 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 8 页 电源供给模块：
对于任何一个电子设备来讲，电源是整个设备正常运行的根本，所以供电系统是单片机系统运行的前提，所以单片机系统平稳运行的前提就是有一个稳定的电源系统。我们在实验中发现，虽然51单片机作为经典的一种单片机芯片，但是提供的电源供电模块不够稳定，那么51单片机的运行就可能会受到影响，比如在运行中如果受到了外界的干扰，则51单片机很有可能会出现程序跑飞的现象。所以为了保证单片机能正常平稳地运行，就要给它提供一个稳定的电源。可以使用外部稳定的5V电源供电模块供给，比如说可以用手机充电器（5V）给最小系统供电。
晶振电路工作原理及应用：
单片机系统里都含有晶振，单片机系统里的晶振作用很大，晶振的全称是晶体振
荡器，晶体振荡器可以根据内部的特殊电路产生一定的时钟频率，就可以提供给单片机使用，理论上来讲就是晶振产生的频率信号就是单片机的时钟信号。晶振产生的平率代表着运行速度，因为单片机的一切指令都是基于晶振产生的频率上的，所以频率越大，单片机的运行速度就越快。
晶振能够把电能转化为机械能，并且能在转化过程中的共振状态下工作，一般情况下，普通晶振的频率精度可以达到50%，而且有些晶振可以通过外部电压的变化，调整内部产生的频率大小，这种晶振成为压控振荡器（VCO）。
晶振的精确度也关系着单片机的精确度。比如说用单片机设计秒表和时钟系统，单片机就对频率的精确度要求很高。所以在某些特定情况下，单片机就需要一个很精确的晶振频率。通常情况下，一个单片机系统会共用一个晶振，所以各部就会在同一个频率下运行，这样会保证各系统之间运行同步。而在某些特殊情况下，某些通讯设备和射频模块会使用两个晶振，这样是为了使用方便，但是为了保证各部分能够同步运行，人们会采取电子调整晶振频率的方法使得两个晶振产生的频率相同，从而保证不同晶振系统能同步运行。而有些特殊的系统中各个子系统需要的频率不同，可以使用两个晶振为其提供时钟频率，也可以通过一个晶振搭配不同的锁相环来提供不同的时钟频率。所以通常情况下，晶振会搭配锁相环为单片机系统提供时钟频率。
此次设计使用的AT89C51只需要外接晶振和两个电容就可以构成单片机最小系统，晶振了两端的电容一般大小为15pF-50pF，我们查阅资料后采用22pF的瓷片电