多功能信号发生器的设计

编号：099050241021

本 科 毕 业 论 文

题 目：多功能信号发生器的设计 学 院：物理与电子信息学院 专 业：电子信息科学与技术 年 级：2009级1班 姓 名：齐晓春 指导教师：陈玉芳 完成日期：2012-5-20

摘要

该函数信号发生器是一个基于单片机设计。可以通过很多方法设计一个函数信号发生器，本文利用单片机设计的函数信号发生器具有编程灵活、智能等实际的优点。利用单片机设计的函数信号发生器能够产生正弦波、三角波以及方波，该函数信号发生器可以实现对占空比和频率的调节，并能实现液晶屏显示波形名称和波形频率，通过按键可以达到波形的切换和频率的调节。在编程语言上，我们选择自身比较熟悉的 C环境，经过设计及后期长时间的调试，这样在后期波形的调试及与硬件衔接方面更容易发挥出自身优势。设计的所有功能均已实现。

关键词 原理图 DAC0832 AT89C52 液晶LCD

内蒙古民族大学本科毕业论文

Abstract

This work is based on a function signal generator chip design. There are many design methods of function signal generator, using the function signal generator design has advantages of flexible programming, function more to expand the actual.Using SCM to design the function signal generator can generate sine wave, triangle wave, square wave,, and realize the duty cycle regulation of frequency and waveform, and the LCD screen display name and wave frequency, adjust the waveform switching and frequency and duty cycle can use the button to achieve. In programming language, we choose the more familiar with the C language, so in the debugging period waveform and hardware interface easier to play their own advantages. Through the design and post long time debugging, all the functional design have been achieved.

Keywords: principle diagram DAC0832 AT89C52 LCD

1

内蒙古民族大学本科毕业论文

目录

摘要 ................................................................................................................................ 0 Abstract .......................................................................................................................... 1 目录 ................................................................................................................................ 2 引言 ................................................................................................................................ 3 第一章：市场与介绍..................................................................................................... 3 1.1前言.................................................................................................................... 3 1.2多功能信号发生器的描述................................................................................ 4 第二章：多功能信号发生器的设计方案..................................................................... 4 2.1设计的目的：.................................................................................................... 4 2.2 设计要求：....................................................................................................... 5 2.3 系统主要功能................................................................................................... 5 2.4 系统硬件构成及功能....................................................................................... 5 第三章 外部电路的设计模块 ..................................................................................... 6 3、1电源模块的设计............................................................................................. 6 3、2控制模块的设计............................................................................................. 8 3、3信号处理模块的设计..................................................................................... 9 3、4显示模块的设计........................................................................................... 10 3、5软体语言模块的设计 .............................................................................................. 11 第四章 仿真图及结果分析 .................................................................................................... 12 4、1波形发生器的调试与测试........................................................................... 12 4、2仿真结果图................................................................................................... 12 正弦波仿真图........................................................................................................ 12 三角波仿真图........................................................................................................ 13 方波仿真图............................................................................................................ 13 4.3误差分析.......................................................................................................... 14 参考文献： .................................................................................................................. 15 附录 .............................................................................................................................. 16 电路原理图............................................................................................................ 16 元件清单................................................................................................................ 17 程序清单................................................................................................................ 17 致谢 .............................................................................................................................. 24 个人简介 ...................................................................................................................... 25 个人履历： .................................................................................................................. 25

2

内蒙古民族大学本科毕业论文

引言

第一章：市场与介绍

1.1前言

随着电子技术的迅速发展，这就促使信号发生器种类需要增多，性能有待提高。微处理器的产生，更促使信号发生器向着全面化、智能化方向发展。如今，许多信号发生器均带有微处理器，因而具备了自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、全面化、自动化和智能化方向发展。

在科学研究、工程教育及生产实践中，如教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。比如在实验室仪器中，为了使电子按照一定规律运动，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等较多的领域都得到了广泛的应用。 但市面上的信号发生器不能满足需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。

二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过 GHz 的DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003 年，Agilent的产品 33220A能够产生 17 种波形，最高频率可达到 20M，2005 年的产品N6030A 能够产生高达 500MHz 的频率，采样的频率可达 1.25GHz。由上面的产品可以看出，函数波形发生器发展很快。 对目前而言，国外（美）研究和使用的信号发生器大多要求频率在10?6HZ-50MHZ，产生正弦、三角、锯齿、方波、调幅、流等波形，而国内则对频率在5*10?3HZ-40MHZ，能产生正选-三角等基本波形已经调幅、调频、TTL等的信号发生器需求大。

可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如LC8038它只需在外接很少的几只元件就能实现一个多种波形输出的信号发生器。这种多功能信号发生器被广泛应用于生物力学工程和仪器仪表领域。本系统以AT89C52为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。AT89C52

3