函數(shù)信號(hào)發(fā)生器論文

1、1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器xx（德州學(xué)院物理系，山東德州253023）摘要本文設(shè)計(jì)低頻信號(hào)發(fā)生器，以AT89C52單片機(jī)為核心，通過鍵盤輸入控制信號(hào)類型和頻率的的選擇，采用DA轉(zhuǎn)換芯片輸出相應(yīng)的波形，同時(shí)以LCD顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示信號(hào)相關(guān)信息。我們采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，可實(shí)現(xiàn)方波，三角波，和正弦波三種波形的產(chǎn)生，且波形的頻率可調(diào)。經(jīng)測(cè)試該設(shè)計(jì)方案線路優(yōu)化，結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)越，滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵字單片機(jī)；DA轉(zhuǎn)換；信號(hào)發(fā)生器1.緒論1.

2、1選題背景及其意義信號(hào)發(fā)生器又稱信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如方波、鋸齒波、三角波、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。在通信、廣播、電視系統(tǒng)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。1.2單片機(jī)概述單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀

3、存儲(chǔ)器ROM、多種IO口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)具有集成度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、實(shí)現(xiàn)模塊化、可靠性高、處理功能強(qiáng)、速度快等特點(diǎn)，因?yàn)楸粡V泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。1.3信號(hào)發(fā)生器分類信號(hào)發(fā)生器是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器。因其應(yīng)用廣泛

4、，種類3方案一：利用芯片組成的電路輸出波形，MAX038是MAXIM公司生產(chǎn)的一個(gè)只需要很少外部元件的精密高頻波形產(chǎn)生器，他能產(chǎn)生準(zhǔn)確的高頻正弦波、三角波、方波。輸出頻率和占空比可以通過調(diào)整電流、電壓或電阻來分別地控制。所需的輸出波形可由在A0和A1輸入端設(shè)置適當(dāng)?shù)拇a來選擇，且具有輸出頻率范圍寬、波形穩(wěn)定、失真小、使用方便等特點(diǎn)。方案二：采用Atmel公司的AT89C51單片機(jī)編程方法實(shí)現(xiàn)，該方法的可以通過編程的方法控制信號(hào)波形的頻率

5、和幅度，而在硬件電路不便的情況下，通過程序?qū)崿F(xiàn)頻率的變化和輸出波形的選擇，并同時(shí)在顯示器顯示相應(yīng)的結(jié)果。方案一成本高，程序復(fù)雜度高；方案二，軟硬件結(jié)合，硬件成本低，軟件起點(diǎn)低，優(yōu)化型相對(duì)比較好，容易實(shí)現(xiàn)，且滿足設(shè)計(jì)要求。綜合考慮，我們采用了方案二，用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)低頻信號(hào)發(fā)生器，能夠滿足信號(hào)的頻率穩(wěn)定性和精度的準(zhǔn)確行。2.2設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)介該設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)低頻信號(hào)發(fā)生器，我們采用的是AT89C51單片機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出。該單片機(jī)

6、是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，包括中央處理器CPU，RAM，ROM、IO接口電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行通訊等，是波形設(shè)計(jì)的核心。該信號(hào)發(fā)生器原理框圖如圖2.1，總體原理為：利用AT89C51單片機(jī)構(gòu)造低頻信號(hào)發(fā)生器，可產(chǎn)生正弦波，方波，三角波，鋸齒波四種波形，通過C語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)的編程即可產(chǎn)生相應(yīng)的波形信號(hào)，并可以通過鍵盤進(jìn)行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號(hào)頻率的控制，當(dāng)輸出的數(shù)字信號(hào)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)也就得到所需要的信號(hào)波形，通過運(yùn)算放大器的放大輸出波形，同時(shí)