单片机技术的函数信号发生器
引 言 1
一、总体设计方案 2
二、主要选用芯片介绍 3
（一）AT89C51单片机 3
（二）DAC0832简介 4
（三）1602液晶显示 7
三、电路设计 8
（一）DA转换波形产生电路 8
（二）液晶显示电路 8
（三）键盘显示模块的设计 9
（四）单片机控制电路 9
四、软件设计 11
（一）功能描述 11
（二）子程序框图 12
结束语 13
参考文献 13
附录一 14
原理图 14
附录 二 15
PCB布线 15
引 言
现今集成电路技术正在飞速发展，单片机就是其发展诞生的产物，可以称之为微型电脑。单片机优点很多，比如说加个便宜，携带方便，使用寿命长等。在当今的智能控制领域和智能检测领域，智能控制系统原始控制系统。可以这么说，智能控制系统与自动控制系统的核心就是单片机。现在作者采用ＡＴ８９C５１单片机来设计了一款产生正弦波、锯齿波、矩形波的函数信号发生器，让我们熟悉单片机和提高单片机编程能力。本课题设计主要是为了开发一个基于51单片机的函数信号发生器，该设备比较简单但能保证信号发生器的基本用途，可以产生正弦波，方波 ，三角波等可调波形，函数信号发生器具有很大的经济价值和社会价值，从而，基于单片机的函数信号发生器的开发和使用将会越来越完善和普及。使用单片机系统控制的函数信号发生器的特点在于整个系统操作比较简单，能够多方位的掌握和熟练在大学期间所学大部分理论知识，对单片机技术的学习必不可少的，数模模拟电子转换也是一个非常重要需要掌握的知识，运算放大器的使用更加强了对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
模拟电路的理解，本设计整个系统简单、价格低廉、功能完善，可以通过按键实现波形的切换和频率的调节，从而加强了我们对大学所学知识的了解。
一、总体设计方案
本系统利用51单片机作为控制核心处理数据，用单片机来完成系统的控制，人机界面，信号处理分析之间的转换，关键的输入，利用液晶显示输出和数字显示电路方案。设计任务分解成一个关键电路，液晶显示电路模块。图（1）为系统总框图
图1 系统总框图
（一）方案的比较
1、单片机的选择
方案一：使用8051单片机，能产生正弦波，方波，锯齿波，方法简单，和D / A转换器的输出改变调制电压，可以实现调整频率的数字控制，但信号的频率和波形不稳定。
方案二：本方法是利用单片机编程技术来控制函数信号发生器输出的频率和振幅的，同样以通过编程的方法来控制信号的波形，变换，该方法产生的波形精度相当高，
方案比较：方案一虽然简单易行、且调试简单，但不稳定，而方案二精确度高，更易于操作，编程方面也很简单。
方案选择：最终选择方案二。
2、信号发生电路方案论证
方案一：通过单片机的D/A转换来进行输出波形的控制。输出波形稳定性和抗干扰能力比较差，难以控制。但该方案具有电路简单，成本低。
方案二：锁相环频率合成用传统方法。通过芯片ic145152，压控振荡器的锁相环电路输出稳定性优良圈的正弦波，然后使用过零比较器转换成方波，三角波积分电路。该方案中，电路复杂，干扰因素，不易实现。
方案比较：因为方案二电路复杂、干扰因素多、调试复杂，相对而言方案一电路简单，成本低，需慢慢调试。
方案选择：最终选择方案一
二、主要选用芯片介绍
（一）AT89C51单片机
AT89C51有40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器等组成。
此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式启动会冻结振荡器从而保存RAM记载的数据，中断芯片其它所有功能直到外中断被激活或硬件得到复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式。
2．管脚说明：如图2所示。
?VCC：供电电压。
?GND：接地。
?PORT0（P0.0～P0.7）： 端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S51扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。
?PORT1（P1.0～P1.7）： 端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。
?PORT3（P3.0～P3.7）： 端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口。
其引脚分配如下： P3.0：RXD，串行通信输入。
P3.1：TXD，串行通信输出。
P3.2：INT0，外部中断0输入。
P3.3：INT1，外部中断1输入。
P3.4：T0，计时计数器0输入。
P3.5：T1，计时计数器1输入。
P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。
P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。
（二）DAC0832简介
DAC0832是8分辨率D/A转换芯片。完全兼容的微处理器。这DA芯片以其低廉的价格，接口简单的，而且便于转换和控制的优点，被广泛应用在单片机系统开发。它包括D / 8输入锁存器，8位DAC寄存器，8位 D/A转换电路和开关控制电路。
1、DAC0832的结构和特点
DAC0832有两个锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，锁存信号异亮氨酸；第二阶段锁存器称为DAC寄存器，锁存信号传输控制信号。因为有两个锁存器，DAC0832可以在双缓冲模式下工作，这可以有效地提高转换率。此外，两阶段锁存器还可以在多个D / A转换器工作在同一时间，使用第二锁存信号来实现多个变换器的同步输出。 LE is of high level and low level working condition: is high, the output register will change with the input changes; thereafter, is low, the input registers saved dataLE是高水平和低水平的工作条件：高，输出寄存器将随输入的变化而变化；此后，低，输入寄存器保存数，此后，为低电平时，输入寄存器保存资料，这时的输入寄存器的输出端不会受到输入资料的变化的影响。对第二级锁存器来说，同时为低电频时即为高电平，DAC0832寄存器的输入变化会影响输出的变化；此后，当由低变高时，变为低电平，输入寄存器的资料会被转移到DAC寄存器中。
一、总体设计方案 2
二、主要选用芯片介绍 3
（一）AT89C51单片机 3
（二）DAC0832简介 4
（三）1602液晶显示 7
三、电路设计 8
（一）DA转换波形产生电路 8
（二）液晶显示电路 8
（三）键盘显示模块的设计 9
（四）单片机控制电路 9
四、软件设计 11
（一）功能描述 11
（二）子程序框图 12
结束语 13
参考文献 13
附录一 14
原理图 14
附录 二 15
PCB布线 15
引 言
现今集成电路技术正在飞速发展，单片机就是其发展诞生的产物，可以称之为微型电脑。单片机优点很多，比如说加个便宜，携带方便，使用寿命长等。在当今的智能控制领域和智能检测领域，智能控制系统原始控制系统。可以这么说，智能控制系统与自动控制系统的核心就是单片机。现在作者采用ＡＴ８９C５１单片机来设计了一款产生正弦波、锯齿波、矩形波的函数信号发生器，让我们熟悉单片机和提高单片机编程能力。本课题设计主要是为了开发一个基于51单片机的函数信号发生器，该设备比较简单但能保证信号发生器的基本用途，可以产生正弦波，方波 ，三角波等可调波形，函数信号发生器具有很大的经济价值和社会价值，从而，基于单片机的函数信号发生器的开发和使用将会越来越完善和普及。使用单片机系统控制的函数信号发生器的特点在于整个系统操作比较简单，能够多方位的掌握和熟练在大学期间所学大部分理论知识，对单片机技术的学习必不可少的，数模模拟电子转换也是一个非常重要需要掌握的知识，运算放大器的使用更加强了对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
模拟电路的理解，本设计整个系统简单、价格低廉、功能完善，可以通过按键实现波形的切换和频率的调节，从而加强了我们对大学所学知识的了解。
一、总体设计方案
本系统利用51单片机作为控制核心处理数据，用单片机来完成系统的控制，人机界面，信号处理分析之间的转换，关键的输入，利用液晶显示输出和数字显示电路方案。设计任务分解成一个关键电路，液晶显示电路模块。图（1）为系统总框图
图1 系统总框图
（一）方案的比较
1、单片机的选择
方案一：使用8051单片机，能产生正弦波，方波，锯齿波，方法简单，和D / A转换器的输出改变调制电压，可以实现调整频率的数字控制，但信号的频率和波形不稳定。
方案二：本方法是利用单片机编程技术来控制函数信号发生器输出的频率和振幅的，同样以通过编程的方法来控制信号的波形，变换，该方法产生的波形精度相当高，
方案比较：方案一虽然简单易行、且调试简单，但不稳定，而方案二精确度高，更易于操作，编程方面也很简单。
方案选择：最终选择方案二。
2、信号发生电路方案论证
方案一：通过单片机的D/A转换来进行输出波形的控制。输出波形稳定性和抗干扰能力比较差，难以控制。但该方案具有电路简单，成本低。
方案二：锁相环频率合成用传统方法。通过芯片ic145152，压控振荡器的锁相环电路输出稳定性优良圈的正弦波，然后使用过零比较器转换成方波，三角波积分电路。该方案中，电路复杂，干扰因素，不易实现。
方案比较：因为方案二电路复杂、干扰因素多、调试复杂，相对而言方案一电路简单，成本低，需慢慢调试。
方案选择：最终选择方案一
二、主要选用芯片介绍
（一）AT89C51单片机
AT89C51有40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器等组成。
此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式启动会冻结振荡器从而保存RAM记载的数据，中断芯片其它所有功能直到外中断被激活或硬件得到复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式。
2．管脚说明：如图2所示。
?VCC：供电电压。
?GND：接地。
?PORT0（P0.0～P0.7）： 端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S51扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。
?PORT1（P1.0～P1.7）： 端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。
?PORT3（P3.0～P3.7）： 端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口。
其引脚分配如下： P3.0：RXD，串行通信输入。
P3.1：TXD，串行通信输出。
P3.2：INT0，外部中断0输入。
P3.3：INT1，外部中断1输入。
P3.4：T0，计时计数器0输入。
P3.5：T1，计时计数器1输入。
P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。
P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。
（二）DAC0832简介
DAC0832是8分辨率D/A转换芯片。完全兼容的微处理器。这DA芯片以其低廉的价格，接口简单的，而且便于转换和控制的优点，被广泛应用在单片机系统开发。它包括D / 8输入锁存器，8位DAC寄存器，8位 D/A转换电路和开关控制电路。
1、DAC0832的结构和特点
DAC0832有两个锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，锁存信号异亮氨酸；第二阶段锁存器称为DAC寄存器，锁存信号传输控制信号。因为有两个锁存器，DAC0832可以在双缓冲模式下工作，这可以有效地提高转换率。此外，两阶段锁存器还可以在多个D / A转换器工作在同一时间，使用第二锁存信号来实现多个变换器的同步输出。
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