基于单片机的信号发生器设计.pdf

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1、第1期19一基于单片机的信号发生器设计孙勤江，沈彬(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津300452)[摘要]本文介绍了一种采用AT89S51单片机为主控芯片，通过I)AC0832进行信号数模转换，LM324L~放电路和LED显示电路等组成的数字式低频信号发生器，可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等波形图，并可在一定频率范围调整，波形准确、平滑。该信号发生器具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。实验证明该系统性能良好，具有较高的应用价值。[关键词]单片机；低频信号；发生器；运放器；设计波形

2、发生器广泛应用于电子电路、自动控制的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。和科学试验领域，是一种为电子测量提供符合严但这种电路存在波形质量差、控制难、可调范围格技术要求的电信号设备。示波器、电压表、频小、电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生率计等仪器是最普通、最基本的应用最广泛的电产实践中，如工业过程控制，生物医学，模拟机子仪器，几乎所有电参量的测量都要用到波形发械振动等领域时常要用到低频信号源。由硬件电生器[1]0路构成的低频信号其性能难以令人满意，且低频产生波形信号有许多方法，如采用分立元信号源所需的RC很大，大电阻、大

3、电容在制作上件实现非稳态的多谐振振荡器，然后根据具体需存在困难，参数的精度亦难以保证；体积大、易要加入积分电路等构成正弦波、矩形波、三角波漏电、损耗多更是其致命弱点。一旦工作需求功等波形发生器；也可利用专门直接数字合成DDS能增加，则电路的复杂程度会大大增加。芯片实现函数信号发生器，还可利用单片集成芯单片机构成的仪器具有高可靠性、高性价片~t[IMAX038实现函数信号发生器[2]。此外，随比，在智能仪表系统、办公自动化、家用电器等着现代数字集成技术的发展，现场可编程门阵列诸多领域得到广泛应用，几乎处处可见应用，且(FPGA)应

4、运而生，现代大容量高速度FPGA的具有如下特点：出现，克服了传统硬件设计中数据处理速度慢、1．1性价比较高可兼容性不强等诸多不足【3】。利用FPGA设计DDS单片机可将应用所需的存储器、各种功能的I／系统，能够很容易地实现频率、相位和幅度的调0接口集成在一块芯片内，其性,c一,h6KEt高，价格却相制，完成高质量的信号发生器设计。对较低廉，即性价比较高。综合以上方案进行分析，由分立元件实现的1．2控制功能强多谐振振荡器使用的芯片价格较为昂贵，如DDs单片机体积虽小，但功能齐全，非常适合于芯片AD9850、专门集成芯片MAX038

5、，而新技术专门的控制用途。为满足工业控制要求，通常单FPGA使用范围较广。考虑到成本、可靠性和操作片机的指令系统中有丰富的转移指令、I／O口逻辑的便利，本文以AT89S51作为主控核心，采用简易操作指令以及位操作指令，其逻辑控制功能及运搭建、成本低廉的电阻网络作为DA转化器件，通行速度均高于同一档次的微机。过软硬件电路设计，产生数字式正弦波、方波、三角波等波形信号。13集成度高可靠性好1单片机在低频信号发生器中的应用单片机把各种功能部件集成在一块芯片上，信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设作者简介：孙勤江(1979一)，男，黑

6、龙江五大连池人，大庆备】，传统方法完全可以由硬件电路搭接而成，石油学院毕业，工程师。中海石油(中国)有限公司天津分公司如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波业务主管。22一■论文广场石油和化工设备一2014年第17卷方便、体积小、耗电少等特点。经现场试验证明该系统性能良好，具有较高的应用价值。◆参考文献【1】穆兰．单片微型机计算机原理及接口技术[M]E京：机械工业出版社，2008．【2】杨叶珍．单片机与单片机入门(一)[J】．电子制作，http：／／bbs．ele169．tom，2005．10．[3]蒋智勇等．单片微型计算

7、机原理及应用[M】．沈阳：辽宁科学技术出版社．[4]李朝青．单片机原理及接口技术[M】E京：北京航空航天大学出版社，2006．图9正弦波波形图[5】康华光，邹寿彬．电子技术基础(数字部分)【M]．北京：高等教育出版社，2000．[6】石云，滕日，张瑞丽．任意波形发生器设计中3结论TMS32Ovc5509A的应用与探讨[J]．科技信息(科学教研)，本文设计了一套基于单片机的波形发生器系2008，(18)．统，硬件采用AT89S51单片机为主控芯片，按键【7】陈朝阳译．信号发生器设计与应用的考虑[J]．国外电子测量技术，1994，(

8、2)．可调控电压和频率，通过DAC0832进行信号的数[8]黎国栋．信号发生器专业基础知识问答【J]．上海计量测试，模转换，运放对单片机信号进行操作，软件应用2004，(5)．KEILC编程语言编写控制程序，最后通过示波器输出各种所需的波形。该函数信号发生器，具