文档介绍：数字信号发生器的设计摘要信号发生器也叫做振荡器或是信号源,在现在的科技生产实践中有着广泛而重要的应用。现在的特殊波形发生器在价格上不够经济,有些昂贵。而基于AT89C51单片机的函数信号发生器可以满足此要求。根据傅里叶变换,各种波形均可以用三角函数的相关式子表示出来。函数信号发生器能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波、方波和正弦波。本文通过在单片机的外围加上键盘,控制波形的种类和输出频率的大小,加上LED显示出相应信息。单片机输出为数字信号,于是在输出端用DAC0832进行D/A转换,再通过两级运放对波形进行调整。最终在示波器上显示出来。关键词:信号发生器,AT89C51,D/A转换,波形调整目录1绪论 12系统设计 133软件设计 154系统仿真及调试 20总结 21致谢 22参考文献 ,相应的测试仪器与手段也有了许多改善与提高,但是对之要求也不断提高。波形发生器的信号已知,使用者然后根据具体的要求,将其作为激励源,测得感兴趣的参数。信号源仿真各种测试信号,给待测电路,从而满足现实需求。信号发生器在仿真实验占有重要地位,对于测试仪器来说也同样不可缺少。因此对相关信号发生器的研究开发有着一定的意义。传统的信号发生器电路复杂,控制灵活度不够,成本也相对较高。虽然我国所研制的波形发生器在一定程度上已有了一些成果,但与国外技术确实还存在一定差距,因此很有必要提高相关方面的研究。利用单片机的控制灵活性,外设处理能力强等特点,实现频率与幅度可调的多种波形,这就克服了传统的缺点,具有良好的实用性。同时根据程序的易控制性,可以容易实现各种较复杂的调频调幅功能。,正弦信号可用如下形式表示f(t)=Asin(ωt+θ)(1)其中,A为振幅,ω是角频率,θ为初相位。正弦函数为一周期信号如下图1所示:图1正弦波·方波方波函数是我们常用且所熟知的简单波形函数,做脉冲等,其表示形式如下:(2)方波波形如图2。图2图形当方波下半段幅值为0时,就为矩形波,一个原理,所以不再赘述矩形波。锯齿波,锯齿波如图3所示。图3锯齿波图形三角波,三角波波形如下图4所示。:利用单片的函数发生器的传统方式,比如8038就行。它可很容易地产生正弦波和方波等波形,而后用数/模转换器对电压进行调制,也可以用数字调控对频率实现改变,但这种方法产生频率不稳定。方案二:采用频率合成器,锁相环式的。对于所选择的频率,用VCO(压控振荡器)加以选定。这种方法较第一种性能上好,但是对于频率的输出范围难以达到。而且有一个特点,即电路较为复杂。方案三:可以利用单片机编程的方法来实现波形的输出。可选用AT89C51作为控制器,输出相应波形的数字信号,再用D/A转换器输出相应波形的模拟信号。用DAC0832作为D/A转换器,再经过两级放大后输出,最终在示波器上显示。可以使用按键扫描来实现波形的变化[3]。由于方案一的输出信号的频率不稳定还有二方案的电路较为复杂,频率可调范围难以达标等缺点,所以决定采用方案三的设计方法。方案三的设计用软件可以很方便的实现对硬件的控制,输出需要的波形。而且方案三中涉及的器件都是容易得到而且价格较为便宜的,所以价格上也有优势。、单片机主控电路、信号输出电路和按键控制电路四部分组成,整体设计框图如图5所示复位电路按键电路AT89C51主控电路输出电路电源电路图5函数信号发生器系统图AT89C51单片机是整个函数信号发生器的主控部分,通过电脑对程序改写,可以产生不同波形,也可对同种波形的频率幅度进变换。当单片机输出数字信号经过转换电路后输出相应模拟信号。上图中输出电路包涵转换电路与整波电路。图6为函数信号发生器的原理图。输出波形滤波放大D/A转换器接口电路89C51单片机图6信号发生器原理框图 ,因此只需要外接晶振电路和复位电路就可以构成最小系统了,如图7所示。图7单片机最小系统·该最小系统的特点如下:(1)由于片外没有扩展存储器和外设,P0、P1、P2、P3都可以作为用户I/O接口使用。(2)片内数据存储器有128B,地址空间为00H—7FH,片外没数据存储器。(3)片内有4KB的程序存储器,地址空间