基于单片机的信号发生器-武汉理工大学网络教学平台

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1、信号发生器系统的设计与仿真目录摘要1绪论11.方案设计与论证21.1基于单片机的信号发生器21.1.1设计原理21.1.2设计分析21.2基于集成电路的信号发生器21.2.1设计原理21.2.2设计分析31.3方案比较32.系统总体设计方案42.1总体结构原理图42.2系统模块电路设计42.2.1键盘扫描电路设计42.2.2D/A转换电路设计63.软件设计93.1总体软件设计93.2各个模块软件设计103.2.1键盘检测程序设计103.2.2正弦波发生程序设计123.2.3正三角波发生程序设计123.2.4正负三角波发生程序设计133.2.5锯齿波发生程序设计133.

2、2.6方波发生程序设计143.2.7频率调整程序设计144设计和仿真过程中遇到的问题15总结与体会16参考文献17附录一总设计电路图18附录二输出波形图19附录三总程序22信号发生器系统的设计与仿真摘要信号发生器是一种能产生模拟电压波形的设备，这些波形能够校验电子电路的设计。信号发生器广泛用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次设计所设计的智能信号发生器，是基于单片机AT89C52的信号发生器，它的特点之处如下：1.可产生正弦波、方波，锯齿波及三角波。2.各种信号的频率可调。3.硬件主要由单片机、数模转换器DAC0832以及键盘检测电路构成，电路简单，结构紧凑

3、，硬件成本较低。4.波形及其参数可由软件设定，程序采用C语言编译，使编译比较简单。关键词：单片机信号发生器Proteus仿真绪论随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。本设计就是在单片机的基础上，设计了一种易于实现的信号发生器，涵盖了几种常用的波形。本设计采用的是AT89C52单片机，该单片机是由ATMEL公司生产的一款基于MCU51内核的单片机，因此具有很好的兼容性。AT89C52是一个低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含有8Kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（R

4、AM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，箭筒标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可以应用在许多较为复杂的控制场合。在本设计中D/A转换器采用DAC0832，DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。本课题主要是将单片机控制技术与键盘扫描、D/A转换、信号放大等结合起来，按照要求设计相

5、应的硬件电路，并用Proteus软件搭建仿真电路，编写程序实现课题要求的一系列的功能。271.方案设计与论证1.1基于单片机的信号发生器1.1.1设计原理基于单片机的信号发生器设计，是通过编写各个波形的子函数，在主函数中调用这些子函数，把产生的信号通过单片机输出口输出到D/A转换器，再通过单片机控制D/A转换器，将数字信号转换成模拟信号，由于D/A转换器输出的信号大多是电流信号，而且信号比较微弱，需要在D/A转换器后面设计一些放大电路，对信号进行放大，并把电流信号转换成电压信号。这样就可以实现信号发生器的功能了。单片机D/A转换电路控制电路放大电路控制信号输出信号原理

6、流程图如图2-1所示。图1-1基于单片机的信号发生器原理图1.1.2设计分析基于单片机的信号发生器能很好的实现设计要求的正弦波、正三角波、负三角波以及锯齿波，只须依据不同的波形编写程序即可，如果需要其他波形，比如方波等，也只需要根据方波的特性编程即可。除此之外，基于单片机的信号发生器还能实现很多附加功能，比如通过键盘选择需要的波形，并进行输出频率的变换，能适应多种不同的场合。如果有必要，还可以添加显示模块，显示输出波形的特性，比如改变频率、占空比等。1.2基于集成电路的信号发生器1.2.1设计原理27基于集成电路的信号发生器原理比较简单，首先可以由振荡电路产生正弦波，

7、然后通过整形电路（过零比较器）把正弦波变成方波，再由积分电路把方波变成三角波，锯齿波可以由三角波来实现。这样就有四路不同的输出，分别输出正弦波、三角波、方波和锯齿波，在实际使用的时候，只需要一个多向开关的控制，就能任意选择需要的波形。原理图如图2-2所示。振荡电路整形电路积分电路图1-2基于集成电路的信号发生器原理图1.2.2设计分析基于集成电路的信号发生器能较容易的实现正弦波、三角波、方波和锯齿波。原理简单，但是其功能单一，只能输出这几种波形，如果需要其他的波形，则还需要添加很多附加电路，很不方便。而且基于集成电路的信号发生器在实现的过程中，还面临