论文总字数：19689字

摘 要

：波形发生器作为信号发生器的一种，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一，但大多数的波形发生器硬件构成十分复杂，成本高，不实用。本文基于这类问题设计了一款基于单片机的简易信号发生器，利用STC89C52单片机和数模转换芯片DAC0832组成的主控电路来产生各种低频信号源，实现正弦波等四种波形的产生并通过按键控制进行波形切换，波形频率在10Hz-100Hz之间。用Proteus仿真验证设计的可行性。从设计结果来看，该信号发生器具有小巧便携，功能全面，结构紧凑，价格低廉等优点，可用于多种需要低频信号源的场所，具有一定的实用性。

关键词：信号发生器，单片机， D/A转换，Proteus

Abstract: As a kind of signal generator, waveform generator is one of the indispensable instruments and equipment in various electronic circuit experimental design and application nowadays. But most of the waveform generator hardware structure is very complex, high cost, not practical. Based on this kind of problem, this paper designs a simple signal generator based on single-chip microcomputer. The main control circuit composed of STC89C52 single-chip microcomputer and DAC0832, a digital-to-analog conversion chip, is used to generate various low-frequency signal sources, realize the generation of four waveforms, such as sinusoidal wave, and carry out waveform switching through key control. The waveform frequency is between 10Hz and 100Hz.Proteus simulation is used to verify the feasibility of the design. From the design results, the signal generator has the advantages of compact and portable, comprehensive function, compact structure, low price, etc., and can be used in a variety of places requiring low-frequency signal sources, with certain practicability.

keywords: signal generator, single-chip microcomputer, D/ A conversion, proteus

目 录

1 绪 论 4

1.1 研究背景及意义 4

1.2研究内容 4

2 系统设计 4

3 硬件电路分析设计 5

3.1 电路原理图 5

3.2 单片机控制模块 6

3.3 按键电路模块 9

3.4 D/A转换模块 10

3.5 LCD显示模块 11

4 软件设计 12

4.1 主程序流程图 12

4.2 子程序流程图 13

5 测试结果 17

结 论 23

参考文献 24

致 谢 25

附件 程序代码 26

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

波形信号发生器应用比较广泛，但是特殊波形发生器的价格较高。当前信号发生器的发展趋势是向高带宽、高精度、低功耗、多功能以及智能化的方向发展^[1]。

市面上常见的波形发生器大都是由硬件电路构成，没有单片机控制，不仅实现的波形种类比较少，而且在波形质量、自动控制、体积、频率范围和电路复杂等方面均不太理想。虽然我们在实验中使用较多的是低频信号源，但是由于低频信号源同样是由电路组成的，而且随着功能需求的增大，电路构成也越复杂，性能难以满足实际要求^[1]。所以寻找另一种代替方法就显得尤为急迫。

随着电子技术的发展与进步，单片机的应用走向各个电子领域。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比等优点，在通信工程、自动控制、遥测控制、仪表和计算机等技术领域均可看见它的应用^[2]。还有集成电路的迅速发展，集成电路构成的信号发生器优点众多，波形质量得到很大提高，频率也很稳定。

1.2研究内容

本次设计的主要内容是学习运用单片机来设计简易方便的信号发生器，掌握以STC89C52为核心的单片机系统的软硬件开发过程和基本信号的产生原理，同时还要掌握信号发生器系统的设计流程。软件方面主要是应用Keil C51进行各部分程序的编写设计,利用Proteus进行硬件电路的仿真验证。

本课题预期实现的功能：按下按键实现正弦波、矩形波、三角波、锯齿波四种波之间的切换，四个led灯的亮灭来分别表示不同的波形输出。液晶屏显示当前的输出频率和波形指示，输出的波形幅值可以通过电位器来微调。按键可以调节波形输出频率，也可以调节输出频率的步进值。

2 系统设计

本设计采用单片机做控制器，根据课题内容提出的设计要求以及信号发生器的构成原理，系统主要由以下5个模块组成：单片机控制模块、按键电路模块、D/A转换模块、放大电路模块和LCD显示模块组成。

信号发生器的核心部分为STC89C52单片机，通过程序控制，产生各种信号。波形信号通过单片机输出为数字信号，数字信号通过DAC0832芯片的处理进行D/A转换之后才能输出模拟信号-波形。数模转换之后经过对信号进行简单的放大，最后由LCD显示电路显示波形的各项数据信息。同时，又可以通过按键电路来切换各种波形的显示，并调整波形信号的频率和幅值。

如图1所示为设计的总体流程

图1 系统流程图

3 硬件电路分析设计

3.1 电路原理图

图2是根据总体设计连接成的Proteus仿真电路图。

图2 系统原理图

3.2 单片机控制模块

3.2.1 最小系统

单片机控制电路也叫单片机最小系统，由单片机、晶振电路、复位电路构成。本设计采用内部时钟电路，再加两个辅助电容构成时钟电路，复位电路为手动按键复位，接法简单便于操作。如图3所示为单片机最小系统电路图。

图3 最小系统电路图

3.2.2 STC89C52单片机（选择）

本设计选用了STC89C52单片机，这款单片机延用了MCS-51的内核，但是做了很多改进，拥有了51单片机不具备的功能。表1列出了这款单片机的性能特点。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：19689字