论文总字数：10280字

摘 要

：低频信号发生器在通信电子领域有着广泛的应用，近些年随着电子技术的不断发展，基于单片机的低频信号发生器受到越来越多的重视。本系统主要由单片机最小系统，按键控制电路，DA数模输出电路和示波器观察模块组成。在单片机的控制下，数据被送到DAC0832的数据端口进行转换，转换为模拟量之后输出，经过功放进行转换之后，产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等。系统通过Proteus仿真可以实现预期的目标。

关键词：数模转换，DAC0832，Proteus

Abstract:Low frequency signal generator has been widely used in the field of communication electronic application, with the development of electronic technology in recent years, low frequency signal generator is more and more attention which is based on single chip microcomputer. This system mainly include the single chip microcomputer minimum system, key control circuit, DA of analog output circuit and the oscilloscope observation modules. Under the control of the MCU, the data are sent to DAC0832 transformed data port, after converted to analog output, after for switching power amplifier, through the Proteus simulation can generate sine wave, square wave, sawtooth wave and triangle wave, etc. The low frequency signal generator achieves the expected goal.

Keywords: scm, signal generator, Proteus

目 录

1 绪论 4

2 方案论证 4

2.1 整体设计方案的选取 4

2.1.1 方案选取 4

2.2 单片机的简介 5

2.3 数模转换器选型和简介 6

2.3.1 DAC0832 6

2.3.2 PCF8591 7

2.4 小结 7

3 系统的硬件设计 7

3.1 单片机最小系统的设计 7

3.2 DA转换电路设计 9

3.3 功能按键的设计 9

3.4 本章小结 10

4 系统的软件设计 10

4.1 系统的主程序设计 10

4.2 三角波函数信号的设计 11

4.3 锯齿波函数信号的设计 12

4.4 方波函数信号设计 12

4.5 正弦波函数的设计 13

4.6 小结 14

5 系统的仿真 14

5.1 Proteus简介 14

5.2 系统的仿真 15

5.3 小结 17

结论 18

参考文献 19

致谢 20

附录A 程序 21

附录B 仿真图 23

1 绪论

信号发生器或者称之为波形发生器，应用十分普遍。在现代的制造生产中，信号发生器的一些参数比如频谱的失真度、频率的限度、频率的稳定性以及传出信号的频率微调分辨度的指标要求愈来愈高，传统的频率源已经无法达到这些参数的指标要求。信号发生器在高等院校的使用十分普遍，因此将性价比高、精准度高的信号发生器设计出来并且使其得到广泛的应用，这就显得十分有价值。

基于单片机的信号发生器的设计，以STC89C52单片机为核心，原因是其性价比高。用简单、廉价的元器件进行构筑，可以发出锯齿波、三角波、正弦波以及方波，具有较高的精度和频谱纯度，可自行转换波形、对频率以及幅度进行调整。现如今，市场上售卖的信号发生器性能虽然很高但它们的价格都普遍较高，然而低频函数信号发生器则是在高等院校中使用最多的信号发生器。

2 方案论证

在这里，首先提出几种比较合适的信号发生器实现方案，然后对比各种方案的优缺点，选择最好的实现方案作为本设计的研究方向。

2.1 整体设计方案的选取

2.1.1 方案选取

在确定整体设计方案之前，首先提出几种设计方案，最做对比分析之后，选择适合本设计的研究方案作为实施方案。

方案一：

通过51系列的单片机控制数模转换芯片DAC0832，输出几种常见的函数信号波形，如正弦波、方波等。该设计方案，结构不是很复杂，控制起来比较简单，是一种低成本的解决方案。

方案二：

利用专门的函数信号产生芯片来设计需要的波形，该种设计方式采用波形产生集成芯片，虽然可以产生精确的函数信号，但是设计不灵活。

所以本设计在对比了上述两种方案之后，选取第一种方案作为基于单片机的函数信号发生器的首选实现方案。这是由于对单片机控制技术有些了解，而且利用C语言，可以很方便的开发出所需要的软件程序，开生成所需要的函数信号。第二种实现方案，是利用专门的波形芯片来实现，成本高而且使用起来很不灵活的。

2.2 单片机的简介

在本设计中，所选单片机的范围很广，从编程工作量来看，八位单片机和十六位单片机都可以满足要求。选择51单片机作为本设计所用的控制芯片，这是因为学习的单片机种类主要是51单片机，鉴于51单片机比较熟悉，软件编程简单，而且可以参考的资料比较多，最终选择了可兼容51单片机的STC89C52单片机作为本设计的微控制器单元。51单片机的管脚分布如图2-1所示。

图2-1 单片机管脚分布图

STC89C52单片机有40个引脚，根据实现功能的不同，共分为4钟类型。具体内部功能结构原理图如图2-2 所示。

图2-2 单片机结构原理图

由图2-2可知：STC89C52单片机与51单片机的功能模块组成类似。其内部有8KB的Flash字节ROM；32个可编程并行口；3个16位定时器/计数器；8个中断源；双数据指针等。这些模块在CPU的控制下协调工作，有条不紊的完成自己该做的工作。

2.3 数模转换器选型和简介

2.3.1 DAC0832

DAC0832是一个经典常用的8位电流输出D/A转换器。具体指标如下：

1. 具有8位分辨率
2. 增益温度系数为0.02％
3. 单电源供电，其范围为5V～15V
4. 转换速度很快，可达1μs。

CS、ILE、WR1、WR2、XFER的不同的连线方式决定了DAC0832能够在不同的方式下进行工作。其缓冲方式说明如表2.1所示。

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