摘 要

相比于现在的信号发生器设计，以往的信号发生器只能产生为数不多的几种简单的波形，而且所产生的波形不够准确，稳定性较差，产生波形的电路也较复杂，因此造成产生波形的仪器也相对笨重。此次设计是采用芯片AT89S51作为电路的核心控制元件，配合辅助的元件和电路，能够达到产生多种波形的目的，如正弦波、锯齿波、三角波和方波等等。此次设计的能够产生多种波形的信号发生器与以往的电路相比，更简洁、稳定，能够产生精确的信号，便于调试。本论文采用AT89S51单片机作为核心控制器件，辅以稳压电源模块、键盘输入模块、数模转换模块、显示模块、指示模块和放大模块等。

在这些模块中，采用DAC0832是用来把单片机产生的数字信号进一步转化为可以显示输出的模拟信号。采用两个运算放大器是将由数模转换芯片输出的电流信号转换成电压信号。采用4行4列的矩阵式键盘，通过单片机接口与单片机相连，再通过按键判断程序能够选择波形、频率和辐度。LED显示器显示当前设定的频率、幅度的数值和发光二极管指定当前所输出的波形种类。

关键词：波形信号发生器；单片机；数模转换；

Design of multi signal generator

ABSTRACT

Compared to the generator design now, only signal generator ever produced for the few simple waveform, and the resulting waveform is not accurate enough, poor stability, circuit generates waveform is also more complex, so the instrument waveform generated is relatively heavy. This design is the use of chip AT89S51 as the core control circuit elements, complex elements and circuit, can achieve a variety of purposes, such as sine wave, saw tooth wave, triangle wave and square wave etc. Can produce a variety of waveforms of the signal generator and the design compared with the previous circuit, more concise, stable, can produce accurate signal, easy to debug. This paper uses AT89S51 MCU as the core control device, supplemented by the power supply module, the keyboard input module, analog-to digital conversion module, display module, indicating module and amplifier module.

In these modules, the DAC0832 is used to convert the digital signal generated by the microcontroller is further converted into analog output signal can be displayed. The two operational amplifier is a current signal by the DAC output is converted to a voltage signal. The 4 row and the 4 column matrix type keyboard, through the singlechip is connected with the MCU interface, then program can choose waveform, frequency and amplitude of the key judgement. LED display shows the numerical frequency, amplitude of current and light emitting diodespecified current output waveform types.

Key words：Waveform signal generator; MCU; DAC;

目 录

1 绪论 - 1 -

1.1 设计内容和要求 - 1 -

1.2 课题研究的意义 - 1 -

1.3信号发生器分类 - 2 -

1.4信号发生器的设计总体方案 - 3 -

2 信号发生器的硬件设计 - 4 -

2.1 单片机最小系统 - 4 -

2.1.1单片机芯片AT89S51简介 - 4 -

2.1.2单片机晶振电路和复位电路 - 5 -

2.2电源电路 - 6 -

2.3 数模转换电路的设计 - 7 -

2.3.1 D/A转换电路应用原理 - 7 -

2.3.2 DAC0832芯片介绍 - 8 -

2.4 运算放大电路设计 - 10 -

2.4.1 运算放大器TL082的介绍 - 10 -

2.4.2 运算放大器的应用电路 - 11 -

2.5 发光二极管显示电路设计 - 11 -

2.5.1发光二极管简介 - 11 -

2.5.2发光二极管与单片机连接 - 12 -

2.6数码管显示电路设计 - 12 -

2.6.1数码管简介 - 12 -

2.6.2 数码管显示电路 - 13 -

2.7 4×4矩阵式键盘电路 - 14 -

2.7.1 键盘电路连接与键码生成 - 14 -

2.7.2 键盘扫描和设置 - 16 -

3 函数发生器的功能及软件设计 - 17 -

3.1系统主程序流程图 - 17 -

3.2 各个模块程序 - 17 -

3.2.1 初始化模块 - 17 -

3.2.2 键盘设置模块 - 18 -

3.2.3 波形选择模块 - 19 -

3.2.4 频率、幅度设定模块 - 20 -

3.2.5 发光二极管显示程序 - 21 -

3.2.6 数码管显示程序 - 22 -

结 论 - 24 -

致 谢 - 25 -

参考文献 - 26 -

附录A 电路原理图 - 27 -

附录B 程序 - 28 -

1 绪论

1.1 设计内容和要求

设计一个以单片机为基础的简易的波形发生器，具体实现功能要求：