基于51单片机的函数信号发生器的设计

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1、基于51单片机的函数信号发生器的设计摘要：本文所设计的系统是采用AT89C51单片机和D/A转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源，AT89C51单片机作为主体，采用D/A转换电路、运放电路、按键和LCD液晶显示电路等，按下按键控制生成方波、三角波、正弦波，同时用LCD显示相应的波形，输出波形的周期可以用程序改变，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。中国8/vie　　关键词：51单片机；模数转换器；信号发生器　　中图分类号：TP391文献标识码：A：1007-9416（2017）02-0011-01　　1前言　　波形发生器，是一种作为测试用的信

2、号源，是当下很多电子设计要用到的仪器。现如今是科学技术和设备高速智能化发展的科技信息社会，集成电路发展迅猛，集成电路能简单地生成各式各样的波形发生器，将其他信号波形发生器于用集成电路实现的信号波形发生器进行对比，波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，集成电路实现的信号波形发生器都胜过一筹，随着单片机应用技术的不断成长和完善，导致传统控制与检测技术更加快捷方便。　　2系统设计思路　　文章基于单片机信号发生器设计，产生正弦波、方波、三角波，连接示波器，将生成的波形显示在示波器上。按照对作品的设计研究，编写程序，来实现各种波形的频率和幅值数值与要求相匹配，然后把该程

3、序导入到程序存储器里面。　　当程序运行时，一旦收到外界发出的指令，要求设备输出相应的波形时，设备会调用对应波形发生程序以及中断服务子程序，D/A转换器和运放器随之处理信号，然后设备的端口输出该信号。其中，KEY0为复位键，KEY1的作用是选择频率的步进值，KEY2的作用是增加频率或增加频率的步进值，KEY3的作用是减小频率或减小频率的步进值，KEY4的作用是选择三种波形。103为可调电阻，用于幅值的调节。自锁开关起到电源开关的作用。启动电源，程序运行的时候，选择正弦波，红色LED灯亮起；选择方波，黄色LED灯亮起；选择三角波，绿色LED灯亮起。函数信号发生器频

4、率最高可达到100Hz，最低可达到10Hz，步进值0.1-10Hz，幅值最高可到3.5V。系统框图如图1所示。　　3软件设计　　选用AT89C51单片机编写程序。这种方法控制信号波形的频率和幅值是通过编写程序来实现，通过改变程序来实现频率的变化，且这种方法无需改变硬件电路。这种方法可以使信号的精度很高（编程产生的是数字信号），并可使电路得到一定程度上的简化。　　主程序和生成波形的子程序共同组成了系统软件设计，生成波形的子程序的编程是软件设计的主要内容，各种波形通过编程来得到。整个系统根据功能分成以下模块编程：（1）主程序模块；（2）三角波模块；（3）正弦波模块

5、；（4）方波模块；（5）延时子程序模块等。通过利用插入延�r子程序的方法来改变各波形的频率。　　本软件设计过程中主要实现利用按键来控制不同波形的输出，KEY0为复位键，KEY1的作用是选择频率的步进值，KEY2的作用是增加频率或增加频率的步进值，KEY3的作用是减小频率或减小频率的步进值，KEY4的作用是选择三种波形，按下KEY4键，可以分别切换三种不同波形。103为可调电阻，用于幅值的调节。自锁开关起到电源开关的作用。三个发光二极管分别对应三种波形用于识别不同波形。启动电源，程序运行的时候，选择正弦波，红色LED灯亮起；选择方波，黄色LED灯亮起；选择三角波

6、，绿色LED灯亮起。函数信号发生器频率最高可达到100Hz，最低可达到10Hz，步进值为0.1-10Hz，幅值最高可到3.5V。　　4结语　　本文介绍了DAC0832D/A转换器的原理和使用，单片机AT89C51的基本论述，和电路设计有关的各种芯片，着重介绍利用单片机控制D/A转换器生成上述信号的硬件电路设计和软件编程。系统容易设计、性能好、性价比相对其他来说更高，能用在很多要用到低频信号源的地方。