《简易信号发生器》word版

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1、课外创新实验论文2013.11简易信号发生器彭醒醒(吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130012)关键字:AT89C52信号发生器摘要：目前使用的信号发生器大部分是模拟电路组成的，电路设计较为复杂，电路也不太稳定。为了设计一款结构简单、性能优良的信号发生器，本文采用了AT89C52单片机为控制器，DAC0832为数模转换器为核心的简易信号发生器。设计的电路以产生正弦波、方波、矩形波、三角波、据齿波，而且可以方便地设定输出信号的频率，用液晶显示波类别和波频率，得到的输出波形失真度低，频谱纯度高。关键词:信号发生器D/A转换AT89C52频率幅度0引

2、言在计算机控制技术、电子技术飞速发展的今天，信号发生器的应用越来越广，对信号发生器的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出信号的频率微调分辨率提出越来越高的要求，普通的频率源已经不能满足现代电子技术的高标准要求。国内外纷纷设计制作先进的信号发生器，从实用价值来看，各高校中信号发生器应用极为广泛，能够设计出低成本、高精度的信号发生器并推广使用具有非常重要的意义。基于单片机的信号发生器的设计，以性价比相对较高的AT89c52单片机为核心，以简单、廉价的元器件构筑，能够产生高精度、高纯度的方波、三角波、据齿波、正弦波，，锯齿波四种波形，再通过D/A转换器D

3、AC0832把数字信号转变为模拟信号，经OP07放大再经过滤波电路输出到示波器，与此同时外接8位LED显示输出信的类型和频率。同时可以实现波形自由切换，以及频率和幅度实时调整。1系统硬件设计外围电路的设计包括四部分：控制器核心部分、键盘控制电路设计、数模转换电路以及滤波电路设计。其中涉及到程序固化与存储能力、波形选择电路、时钟电路与复位电路、波形转换与电压放大功能、输出控制电路等部分。采用Atmel公司的AT89C51单片机编程方法实现，该方法的可以通过编程的方法控制信号波形的频率和幅度，而在硬件电路不便的情况下，通过按键控制程序实现频率的变化和输

4、出波形的选择，并同时在显示器显示相应的结果。-9-学院：仪电姓名：彭醒醒学号：65110432课外创新实验论文2013.11D/A转换也称为数模转换，是把数字量变换成模拟量的线性电路。单片机产生的数字信号通过DAC0832转化成模拟信号，输出相应的电流值，通过OP07集成运算放大器可以取出模拟量得电压值，最后利用示波器获得输出的模拟信号的波形；衡量数模转换的性能指标有分辨率、转换时间、精度、线性度等。系统总体设计框图下图所示。输入电路用于检测各按键开关的状态，并通过运算处理实现相应控制，显示电路用于显示波形频率与总类。DAC0832是系统的核心部分

5、，为使芯片正常工作，必须提供一个基准频率，可以是晶体振荡器也可以是高精度振荡电路。为了使信号输出有一定的幅度与功率，在波形产生电路后增加放大电路模块，放大电路可以增加输出信号的准确度，具有更好的控制特性与准确性。为了对输出波形进行选择，由单片机控制多路模拟开关输入四路信号中的一路。将输人信号经电路转换后送入单片机。2系统软件设计2.1系统主程序流程图信号发生器的软件设计包括按键处理程序、显示电路，正弦波产生程序、方波产生程序、三角波产生程序、锯齿波产生程序几个主要部分。主程序的主要功能接收用户键盘输入的数据(信号参数的预制、选择)和控制指令，单片机

6、发送数据及控制指令，按要求输出信号。系统主程序流程图如图2所示。-9-学院：仪电姓名：彭醒醒学号：65110432课外创新实验论文2013.11根据功能要求，本软件设计了按键输入程序，用户可通过按键设置输出信号的频率，或选择输出正弦波、方波、三角波、据齿波等。当用户设定输出时，程序把参数送至单片机，并对单片机发出控制命令使其按要求输出需要的信号。主程序模块主要完成的任务是对系统的初始化，初始化同时扫描是否有相应的功能键按下，如有，则转入相应的功能子程序进行相应的操作。2.2系统仿真及部分软件设计先绘制电路，然后对设计的程序进行编译，生成*.HEX文

7、件，在PROTEUS电子设计平台下件，加载到单片机中，得到的仿真图如图3所示。2.2.1波形选择仿真在运行过程中，改变接在P1.0口的按键改变当前模式状态，当处于0模式下，外部中断0可控制波形的选择，得到仿真结果如下图所示。1.方波（1）产生方波的原理设个自变量使之延时一段时间，再另自变量在255时在延时与为0相同的时间，然后在重复上述过程。-9-学院：仪电姓名：彭醒醒学号：65110432课外创新实验论文2013.11（2）输出波形（3）方波程序voidfangbo(){P2=0xff;delay(d1-p);P2=0x00;delay(d2-p

8、);}2.矩形波矩形波就是通过对方波进行占空比调整得到3.锯齿波（1）产生锯齿波的原理锯齿波中的斜线用一个个小台阶来逼近，