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1、河南科技学院2009 届本科毕业论文（设计）论文题目：精密函数波形发生器学生姓名：赵建凯所在院系：机电学院所学专业：应用电子技术教育导师姓名：田熙燕完成时间：2009 年 5 月 20 日1摘 要本文介绍一种用 MCS-51 单片构成的发生器，其 线路简单， 结构紧凑，价格低廉。在本电路基础上配上 键盘控制和 LED 显示器， 则可对波形输出频率通过修改软件进行预设和显示。 该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波，通过键盘控制可以改变输出信号的频率和幅度。输出信号幅度在 0-5V 连续可调，输出电阻120 ，输出频率 10HZ-10KHZ。关键词：波形发生器，直接数字频率合成技术， 单片机2B
2、roadband Waveform generator function with precisionThis article introduced one kind uses the MCS-51 monolithic constitution the generator. Iits line is simple, the structure is compact,and the price is inexpensive. The profile production is carries out some profile through AT89S51 to have the proced
3、ure, has the data to the D/A switch input end according to certain rule, thus obtains the corresponding voltage waveform in the D/A switching circuit out-port.Keywords: Waveform Generator，monolithic integrated circuit，Microcontroller3目 录1 绪论 .12. 波形发生器的理论分析与设计方案 .13. 硬件系统设计 .13.1 单片机功能模块 .13.1 .1AT8
4、9S51 单片机的选取与分析 .23.1.2 复位电路 .33.1.3 时钟电路 .33.2 键盘显示系统硬件电路设计 .43.2.1 基于 8279 芯片的键盘显示电路分析与设计 .43.2.2 键盘控制电路设计 .53.2.3 数码显示电路设计 .53.3 数模转换电路的分析与设计 .63.3.1 DAC0832 芯片的选取分析 .63.3.2 集成电路运算放大器 LM358 的功能分析 .73.4 电源电路设计 .74 软件实现 .94.1 主程序分析 .94.2 输出方波子程序：SQUN .94.3 输出三角波子程序：TRIAN .104.4 输出锯齿波子程序：SANTOO .1144
5、.5 输出正弦波子程序：SINE .125 结束语 .13致谢 .13参考文献 .14附录 总电路图 .151 绪论函数信号发生器是一种能够产生多种波形，通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能 变换出三角波、正弦波、方波的函数波形 发生器。信号发生器采用模拟电子技术，由分立元件构成振荡电路和整形电路，产生各种波形，这 种信号发生器的特性是受测量对象的要求所制约的。一般的传统发生器都是采用的谐振法，即用具有 频率选择性的回路来产生正弦振荡，获得所需频率。但也可以根据频率合成技术来获得所需频率。利用频率合成技术制成的信号发生器，被称为合成信号发生器。随着微处理器性能的提高，出现了由微
6、处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形 发生器。它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。实质 上它采用了软件控制，利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。函数信号 发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。2. 波形发生器的理论分析与设计方案在测试与测量技术过程中，常用到已知函数波形的数字化生成，它在许多与测量有关的领域有着不可替代的作用。例如，数字化仿真，常被用于算法研究、模型研究、系统辨识或以蒙特卡罗法搜索模型与算法。5任意波形发生器出现以后，给人们提供的不仅是一个通用的基础技术平台，而是在人们面前打开了通往无限宽广空间的一扇门，使得人们对于信号波形的掌握与应用
7、再也不必局限于简单的正弦波、方波等几种有限的波形了，它可以按照人们提供的测量序列产生出几乎任意形状的连续波形信号。3. 硬件系统设计根据课题要求，画出整个硬件系统的功能示意图如图 1 所示。从图 1 中可以看到本仪器的硬件系统主要分为以下几个模块：单片机功能模块、显示接口电路，波形变换 DAC 转换模块、放大电路和电源等。3.1 单片机功能模块单片机模块：AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失
8、性存 储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash存储单元，功能强大的微型 计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。与单片机相连的是 D/A 电路功能：将波形样值 的编码转换成模拟值，完成双极性的波形输出。D/A 转换 部分是由一片 DAC0832 数模转换器和两块 LM358组成。DAC0832 是一个具有两个输入数据寄存器的 8 位 DAC。目前生产的 DAC芯片分为两类，一类芯片内部设置有数据寄存器，不需要外加电路就可以直接与微型计算机接口。另一类芯片内部没有数据寄存器，输出信号随数据输入线的状态变化而变化，因此不能直接与微型计算机接口，必须通过并行接口与微型计算机接口。DAC0832 是具有 20 条引线的双列直插式 CMOS 器件，它内部具有两级数据寄存器，完成 8 位电流 D/A 转换，故不需要外加电路。0832 是电流输出型，示波器上显示波形，通常需要电压信号， 电流信号到电压信号的转换可以由运算放大器实现，可以实现双极性输出。nt
