多路信号发生器

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1、目 录绪论21 多路信号发生器的背景21.1 国内外研究状况21.2 本次设计的信号发生器的简介31.3 智能信号发生器的单片机背景31.4 信号发生器的数模转换背景42 多路信号发生器的方案设计52.1 系统框图设计52.2 各功能模块设想62.3 系统总体方案设计63 多路信号发生器的硬件设计73.1 硬件画图软件介绍73.2 硬件模块设计73.3 DAC0832转换电路113.4 运放电路133.5 LCD显示电路143.6 键盘模块164 多路信号发生器的软件设计174.1 系统主流程174.2 各程序模块设计185 多路信号发生器的仿真225.1 仿真软件介绍225.2 三角波仿真2

2、36 结论23参考文献25of accountability, redress of orders and prohibitions. Strengthening the honesty and self-discipline of leading cadres honesty in politics and education work, enhance leaders ability to resist多路信号发生器的设计摘 要：信号发生器是一种能产生模拟电压信号的设备，被广泛应用于电子电路。本设计以AT89C51单片机为核心构成了一个低频信号发生器，采用程序设计的方法产生不同频率的正弦波

3、、矩形波、三角波三种波形的信号，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，最终由示波器显示出来。在本设计中，可以通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并能通过液晶屏LCD1602显示其各自的波形类型以及频率值。本设计最终用Protues仿真实现了三角波。关键字：单片机；DAC0832；信号波形；信号频率 Design of Multi-Channel Signal Generator (Department of Electric and Information Engineering, Huainan Normal University)Abstract: The si

4、gnal generator is a device which can generate analog voltage signal, is widely used in electronic circuitry. The design is a low frequency signal generator with the core of AT89C51 microcontroller, and using program design methods produce different frequency wave such as sine wave, rectangular wave,

5、 triangle wave . Then through the D/A converter digital signals into the analog signal and ultimately display by an oscilloscope. This design uses the keyboard to select the type and frequency of the waveform. The frequency and amplitude of the signal within a certain range can be arbitrarily change

6、d, and through LCD1602 display its waveform type and frequency values. The design ultimately uses Protues to simulate triangle wave.Key words: Single Chip Microcomputer; DAC0832；Signal waveform; Signal frequency绪论信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器是工业生产和电工、电子实验中经常使用的电子仪器之一。信号发生器种类较多，性能各有差异，但它们都可以产生不同频率的正弦波、调幅波调频波信

7、号，以及各种频率的方波、三角波、锯齿波和正负脉冲波信号等。利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的性能及参数进行测量，还可以对电工和电子产品整进行指数验证、参数调整及性能鉴定。在多数电路传递网络中、电容与电感组合电路，、电容与电阻组合电路及信号调制器的频率、相位的检测中都可以得到广泛的应用。信号发生器按其频率的上下，可分为：超低频信号发生器，低频信号发生器，高频信号发生器，超高频信号发生器，微波信号发生器；按产生波形的不同，可分为：正弦波信号发生器，脉冲波函数波信号发生器，任意波信号发生器； 按调制方式的不同，可分为：调频信号发生器FM、调幅信号发生器AM，调相信号发生器PM，脉冲调制信号发生

8、器；此外，还可以产生两种或多种波形信号发生器。单片机智能信号发生器目前可直接数字合成DDS，能够产生任意波形的信号，精度高，可程控，便于与其他设备接口构成各种系统。还有基于USB2.0的虚拟波形信号发生器，也可产生任意波形。本次设计设计的是一个可产生正弦波、方波、锯齿涉及三角波的智能信号发生器。智能信号发生器可广泛应用于电子信息、机械、交通、地质、航天航空等专业，在教学、科研、生产、工程等诸多领域应用非常广泛。1 多路信号发生器的背景1.1 国内外研究概况国内外的信号发生器设计方法主要有以下几种：1 利用锁相环电路产生振荡来实现。这类设计电路调试困难，且对阻容元件的参数要求严格；另外，由于阻容

9、元件的稳定性差，其可靠性不高，难于保证精确度，该方案技术相对落后，对信号发生器要求不高时可采用该方案，因此，这种设计方法的应用范围也受到了限制。2 利用大规模集成电路来实现。这种设计性能可靠，能够产生多种波形信号，到达较高频率，但是频率输出信号的波形和频率值的精确度和准确度不高，工作不很 稳定，电路较为复杂，不易调。3 利用单片集成芯片实现函数信号发生器。这种设计能产生多种波形信号，可以到达较高频率，并且能保证输出信号的稳定和较高的精确度，所需的电阻、电容较少，电路也较为简单，易于调试，本钱也较低。4 利用专用直接数字合成DDS芯片来实现。该方法能产生任意波形的信号，并能到达很高的频率，产生信

10、号波形的电路可以保证输出信号的频率稳定性，可以方便地调节、预置频率，波形变换方便，频率和波形的切换响应快，无过渡过程，电路结构简单，工作稳定可靠，但本钱太高。1.2 本次设计的信号发生器的简介本次设计以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，实现智能波的产生和输出，从总体上来看设计任务可以分为硬件设计和软件设计，这两者互相结合，不可别离。从时间上来看，硬件设计的绝大局部工作量在最初阶段，到后期往往还要作一些修改。软件设计任务贯穿始终，到中后期根本上都是软件设计任务。硬件设计局部包括(1) 单片机的存储器扩展和接口扩展设计。(2) 单片机外部模块设计,包括键盘模块、D/A转换模块、信号放大模块和

11、液晶显示模块。软件局部设计单片机主程序包括初始化和键入值的判定，其他都是软件子程序如D/A转换、智能波的产生函数及输出函数 。1.3 智能信号发生器的单片机背景单片机自20世纪70年代问世以来以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，开展很快。单片机的优点是体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。广阔工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。正因为如此，在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器等各个方面。单片机是在一块硅集成的微

12、处理器CPU，存储器RAM，ROM，E-PROM以及各种输入输出接口定时器/计数器，串行端口，并行端口的I/O，A /D转换器和脉冲调制PWM等，这样的一个芯片的计算机属性，这被称为单芯片微型计算机，单片机。1.4 信号发生器的数模转换背景数模转换器是一种将输入的数字信号转换成模拟信号输出的电路或器件，它被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。无论在工业生产还是在科学研究中，常常要对某些系统参数进行采集、加工和控制，它们往往是非电的模拟量，例如声、光、磁、热和机械参数等。为了用电子技术处理这些停息。先要通过传感器把这些非电信号变换为相应的电信号。随着数字技

13、术的迅速开展和成熟，尤其是微处理器的迅速开展和广泛应用，使数字信号的大量存储、快速正确地处理和控制成为很容易的事，因而用数字技术处理模拟信号已越来越受到而视。方法是先把模拟电信号变换为数字信号(模数转换)，再利用数字技术对数字技术加工处理，处理结果根据需要再变换为模拟电信号(数模转换)，以适应后面显示或执行机构的要求，实现对模拟信的显示或控制。例如工业生产中常常需要对系统的温度参数进行控制，当采用数字系统实现其功能时，先用热电偶或其他温度传感器把系统温度转换成电压，经放大和滤波等预处理，用模数转换器把它变换成对应的数字量，再送入数字系统处理，根据系统情况和控制要求产生的处理结果用数模转换器变换

14、为模拟电压用来而控制加热系统的功率、实现对统温度参数的控制。总之，相应的数字 - 模拟转换器和模 - 数转换器的根本功能。 ADC数字系统，模拟电子系统的单个值的数字信息与模拟信号的函数关系，而DAC的模拟信号数字处理系统，背部成相应的模拟系统，检测和控制状态的看法模拟系统。因此，DAC是一种常见的数字电子系统和电子系统仿真之间的接口电路。数模转换器的开展经历了电子管，晶体管，集成电路。 40年代后期，人们开始研究数字通信，如脉冲编码调制通信的研究和实践。将被传送的模拟语音，图像等连续变化的转换需要发送局部转换成数字形式，发送和信号接收局部接收到的数字信号转换成声音，图象缩小。因此，从管组件的

15、模拟 - 数字转换器和数字 - 模拟转换器的开展，使数字通信的可靠性和经济性可以实现的。随着晶体管技术的开展和成熟。到50年代末，电子管转换器逐渐被取代晶体管，该转换器的体积和重量大大降低。数码电脑的兴起，开展和应用的不断扩大，促进了集成电路和转换技术的飞速开展。到60年代中期，构成了一些主要功能，如参考电压单元电路源、模拟开关、运算放大器等已制成半导体集成电路。同时薄膜集成电路和厚膜集成电路也有很大开展。70的开始时，所有的组件都集成在一个芯片上的单片集成数字至模拟转换器。它标志着一个数字 - 模拟转换器，真正实现了工业化批量生产阶段。此后，转换器得到了迅速开展。不断提高的表现。集成电路技术

16、的进一步开展，结合CMOS技术标准双极型和CMOS技术的结合，消耗功率小，集成度高，模拟开关的双向特性。在的DAC功能方面，不仅具有一般的功能，以及一些具体的数字到模拟转换器，特殊功能，如DAC视频彩色显示屏。将模拟音频信号到音频数字至模拟转换器，数字电位来代替手动调节电位器设计，使用特殊的数字音频信号，编码和解码系统中使用脉冲编码调制扩数字到模拟转换器，在D/A转换器具有两个输出形式，一种是，数字输入和输出电压的电压输出的形式。另一种是电流输出形式，即输出电流。在实际应用中，例如，需要模拟的话，电流输出的D/A转换器，电流 - 输出运算放大器的电压转换电路，转换器的输出电流的电压。在单芯片微

17、机控制与智能仪表应用系统有关的可变控制或测量对象物，通常是模拟的连续变化，如温度，压力，流量，流速等物理量。必须被转换为数字量模拟量可以是输入到微控制器进行处理。 MCU处理的结果，常常需要将其转换为模拟信号。如果输入信号是没有必要的传感器后，转换为模拟信号。模拟量到数字量的移动设备的实现被称为模拟到数字转换器ADC，移动设备的数字到模拟转换器，称为数字 - 模拟转换器DAC。2 多路信号发生器的方案设计2.1 系统框图设计本课题利用单片机采用程序设计的方法来产生低频信号，不但本钱较低而且精度也较高。只需要通过按键就可以控制和操作仪器、例如：波形选择、频率调节，波形类型和频率值可以通过液晶显示

18、屏LCD1602显示，操作起来简单、方便、灵活。通过程序控制单片机来实现相关功能，防止了传统电路搭接中出现的工作不稳定、不易调试等各种问题，使得信号发生器易于控制，提高了信号精度，抗干扰能力强，并且能够对波形进行细微的调整，使其能够满足应用时的要求。我们把系统模块化，分为单片机模块、显示模块、数模转换模块和键盘模块四个模块。将各个模块加以整合，我们得出系统大致的结构框图，如图1所示图1 系统总体结构框图2.2 各功能模块设想(1) 单片机模块负责的功能是正弦波、三角波、方波和矩形波四种波形的产生以及通过对键盘信号进行检测分析完成调频功能，并能发送信号控制显示模块显示波形类型以及频率值。这一模块

19、功能的实现主要是通过所编写的程序进行控制，是整个设计的核心。(2) 显示模块负责的功能是波形类型以及频率大小的显示，接收来自单片机的控制信号及数据信号，将单片机根据波形类型与频率所产生的信号进行处理后显示出来实现显示功能。(3) 数模转换模块负责将波形信号从数字信号转换成模拟信号，进而能在示波器上显示出来，以便于通过示波器显示的波形信号来对系统功能进行验证，选择适宜的芯片，将单片机的I/O口接入即可实现功能。(4) 键盘模块负责分配用于波形选择、调频的按键，是整个系统的主要输入设备，为了实现调节功能，需要分配多个按键，为了不占用过多的I/O口，可以采用矩阵键盘阵列，合理分配按键，使操作更简洁易

20、懂，增加系统的人机交互功能。2.3 系统总体方案设计 硬件方案硬件电路是系统实现的根底，综合设计思路，为了实现所要求的各功能，本设计选择以AT89C51单片机为核心，结合以DAC0832组成的数模转换电路、以LCD1602组成的。显示模块、以4I/O口的44矩阵键盘组成的键盘模块和以LM324组成的滤波整形放大电路构成系统的硬件电路5。 软件方案软件设计是本设计的核心，需要通过程序设计实现算法，进而实现系统功能。软件局部主要包括一下几个方面：(1) 波形产生：由于设计要求的误差，因此采用256个采样点，正弦波需要通过读入波码表的方式产生，方波、三角波、锯齿波比拟有规律，在程序中通过递加、递减等

21、方式可以实现。(2) 键盘局部：编写程序检测I/O口状态变化，根据某一状态变化确定所按下的按键，将信息返回到单片机内进行处理，设置波形切换、调频所对应的按键，当功能按键按下时执行相应操作。(3) 显示局部：确定要显示信息的位置所对应的地址，在程序中可以改变地址将信息显示在不同的位置，不同的字母对应不同的编码，显示字母时将对应编码发送到显示模块即可。需要注意的是使用时需要对液晶显示进行初始化处理。3 多路信号发生器的硬件设计3.1 硬件画图软件介绍该设计采用protues软件画电路图。protues是应用于操作系统Windows下的EDA设计软件。它采用设计库管理模式，可以进行联网设计，是一个易

22、于使用的具有大量元件库的原理图编辑器，也是一个功能强大的印制电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点。它主要包含电路工程设计局部和电路仿真与PLD局部。电路工程设计局部包括电路原理图设计、印刷电路板设计、自动布线系统三个功能模块，电路仿真与PLD局部包括电路模拟仿真系统、可编程逻辑设计系统、高级信号完整性分析系统。该设计采用的运行程序软件是Keil软件。它能直接用C语言进行编程，开发效率高，防止了汇编语言的麻烦与复杂，修改与调试均较简单。Keil软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，操作简单方便。3.2 硬件模块设计 3.2.1 主控模块主控

23、电路模块采用AT89C51芯片，它是一种4K字节的闪存可以低电压可编程可擦除只读存储器，高性能CMOS 8位微处理器。单片机EEPROM可擦除重复100次。该器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存储器制造技术制造，和行业 - 标准MCS-51指令集和输出引脚兼容许多AT89C51单片机的嵌入式控制系统提供了高度的灵活性和本钱效益的解决方案2。如下列图2和图3 图2 单片机实物图 图3 单片机原理图 主控电路STC89C51 MCU主要是在设计中使用的，具有以下优点：1 提高了外部扩展总线，总线可以方便地扩展的外围设备，外围接口。 2 RAM的数据存储空间单片机内部4K字节，256字节，在FL

24、ASH ROM程序内存空间，可以充分满足方案要求。由于芯片电可擦除的，因此，可反复使用。如果你改变了节目的内容，该芯片可以采取书面形式。 3 单片机MCS-51型机和工业标准指令集和输出引脚兼容。中断系统处理能力的处理器与外部的异步事件集。当CPU正在处理的事情，外面有一个紧急情况，要求CPU暂停当前的工作，紧急处理3。使用两个光直接与外部中断0和外部中断引脚1连接，其中，所述开关S1。程序主要功能，我们写了一个死循环，总是一个默认输出波形，当按下S1或S2和解除，该程序将暂时走出死循环，进入中断处理程序，从而改变波形和频率。时钟电路。由于频率较大时，三角波、正弦波、方波等波中每一点延时时间为

25、几微秒，故延时时间还要加上指令时间即可得到指定频率的波形，该电路用11.0592MHz晶振。主控电路图如图4所示 单片机最小系统l 51单片机最小系统的复位电路电容影响复位时间，一般使用1030UF，51单片机最小系统容量值复位时间需要更短。l 51单片机Y111.0592MHz的晶体，在正常情况下的最低系统可以用在更高频率的晶体振荡器，振荡频率的51单片机的最小系统直接影响单晶的处理速度，频率的增加更快的处理速度。l 51单片机最小系统电路的电容一般采用1533pF30pF，而且电容距晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。l P0口是开漏输出，作为一个输出端口和一个上拉电阻器，电阻为10K。其

26、它接口有内部上拉电阻，输出端口并不需要一个外部上拉电阻4。 图4 单片机最小系统电路图 时钟电路单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供根本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部振荡方式和外部振荡方式。本设计所采用的时钟电路为内部振荡方式。内部振荡方式的电路连接如图5所示。将晶振结合相应大小的电容连接到引脚XTAL1和XTAL2之间，图中C1和C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在530pF之间，晶振频率的典型值为12MHz。内部振荡方式所得的时钟信号比拟稳定，实际电路中使用较多。图5 时钟模块 复位电路无

27、论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作，按下复位按钮后，内部的程序自动从头开始执行。单片机的复位条件为，必须使其RST引脚上持续出现两个及以上机器周期的高电平。本设计所采用的复位方式为按键复位，复位电路如图6图6 复位电路3.3 DAC0832转换电路3.3.1 DAC0832结构DAC0832是8位D/A转换器的使用是很常见的，这主要是由两个存放器的8位和8位D/A转换器，使用两个存放器是两级缓冲操作好，使操作更加灵活。 DAC0832的输出电流，当输出被转换为电压，外部的运算放大器8。

28、DAC0832内部结构如图7所示主销轴的定义如下：片选信号输入端，低电平有效；输入存放器的写选通输入端，负脉冲有效。当CS为0，ILE 为1，WR1有效时DI0DI7状态被所存到输入存放器；DI0DI7数据输入端；V参考电压输入端，电压范围为-10V+10 V;I输出电流，当输入是1时，最大电流;I电流输出，它的值和电流I端和一个常数;ILE数据锁存允许信号输入端，高电平有效；数据传输控制信号输入端，低电平有效；DAC存放器的写选通输入端，负脉冲有效；当为0且有效时，输入存放器的状态被传到DAC存放器中11。 图7 DAC0832内部结构图3.3.2 DAC0832工作原理DAC0832的工作

29、过程如下：(1) CPU执行输出指令，输出8位DAC0832；(2) 在CPU执行输出指令的同时，使ILE、三个控制信号端都有效，8位数据锁存在8位输入存放器中；(3) 当、两个控制信号端都有效时，8位数据再次被锁存到8位DAC存放器，这时D/A转换器开始工作，8位数据转换成相对应的模拟电流，从I和I输出13。(4) DAC0832的工作方式有双缓冲、单缓冲和直通三种，本设计所采用的是直通的方式当=0、=0时，数字量一旦输入，就直接进入DAC存放器，进行D/A转换14。3.3.3 DAC0832硬件连接设计中DAC0832的硬件连接方法如图8所示，图中，DAC0832的8位数据输入端连接单片机

30、I/O口发送的数据，、均接地，使两个控制信号端都有效，芯片进入直通的工作方式，将I接地，由I输 出，通过运放进行滤波、整形、放大等处理7。图8 D/A转换硬件连接图3.4 运放电路 放大输出电路 电路连接如图9所示，DAC0832后，通过连接一个运放LM107进行处理，使经过D/A转换后所产生的电流信号能够转换为电压信号，从而到达能够对所得信号进行检测的目的，将LM107端分别连接DAC0832的IOUT1和IOUT2端，并将IOUT2端接地，电源分别接+12V和-12V即可实现10。 调幅电路 在用软件仿真时，可能图像的幅度太小不容易观察到具体的波形，所以在第一级放大器后连接一个调幅电路，通

31、过调节滑动变阻器的阻值可以改变图像的幅度，并且可以直观的观察到测试时所需要的秉性，如图7所示，有VO= - R2VI/R1，即只需设置RV1值就可以实现振幅的调控，本系统就是基于此原理来实现调幅。图9 调幅电路3.5 LCD显示电路 LCD1602介绍LCD1602是一个专门显示字母，数字，符号的液晶显示模块。 LCD1602显示的内容是162，可同时显示两行，每行16个字符，内部拥有160个57点阵字符发生存储器CGROM和8，可定制的用户的字符发生存储器CGRAM9。 LCD电路连接系统的液晶连接如图3-3所示，图中液晶主要管脚介绍如下：VSS接地；VDD接+5V电源；RS存放器，数据存放

32、器设置为高，否那么选择指令存放器；RW阅读和写信号线，对于读操作，写操作，低当RS和RW低，可以书面说明或显示地址，当RS是低和RW是高信号通常可以读取，当RS高和RW是低的可以写入数据，通常的;E为使能端，当E端由高电平条变成低电平时，液晶模块执行命令；D0D78位双向数据线，连接MCU的I/O端口。图10 LCD显示模块3.5.3 LCD编码方式字符液晶1602内部存储器CGROM发生在160个不同的字符点阵图形存储包括阿拉伯数字，英文字母，符号，日文片假名，每个人物都有一个固定的代码，例如，字母“A的代码是41H。DDRAM就是显示数据RAM，用来存放待显示的字符代码，共80字节，其地址

33、和屏幕的对应关系如表所示12表1 DDRAM地址与屏幕对应关系显示位置1234456740DDRAM地址第一行00H01H02H03H04H05H06H27H第二行40H41H42H43H44H45H46H67H一行有40个地址，在LCD1602中，我们只用前16个就行了，第二行也同样用16个地址。表2 1602对应的DDRAM地址000102030405060708090A0B0C0D0E0F404142434445464748494A4B4C4D4E4F当想要在LCD1602屏幕的某一行某一列显示一个字母时，就需要向这一行这一列所对应的DDRAM地址写入字母相应代码即可。程序的编写需要按L

34、CD模块快的指令格式来进行。例如：要在第二行开头显示“s这个字母，那么程序应写为：write_com(0x80+0x40)；write_data(0x73)；其中0x40为第二行开头的地址，只是在程序中需要加上0x80才能正确显示，0x73对应字母“s的代码，当所要显示的内容与位置不同时，程序做出相应改变即可。3.6 键盘模块当检查按键模块时，假设有按键按下，那么与之相连的两条线将会导通，从而将电平拉高或拉低使其一致。具体的按键扫描方式如下：键盘独立键盘引出的八跟线分别接单片机的P2口，只用其第四列，因此在程序初始化时P2.7脚给低电平。如图开关4用来切换输出波形、开关12和8用来调节频率的加

35、减。当按开关8时输出波形的频率增加，按开关12时输出波形的频率减小。本次设计所采用的4个I/O口的键盘电路，连接如图11所示图11 键盘模块3.7 整体系统电路图图12 系统整体电路图4 多路信号发生器的软件设计4.1 系统主流程本系统采用AT89S52单片机，用编程的方法来产生三种波形，并通过编程来切换三种波形以及波形频率的改变。具体功能有：1各个波形的切换；2各种参数的设定；3频率增减等。软件调通后，通过编程器下载到AT89S52芯片中，然后插到系统中即可独立完成所有的控制。系统程序主流程如图13所示图13 系统程序主流程图4.2 各程序模块设计4.2.1 初始化程序该局部对所要产生的波形

36、类型、频率以及显示局部进行初始化，目的是在系统刚工作时，所产生的是200Hz的正弦波，并且在液晶上所显示的是“sin和“200Hz。液晶局部初始化程序如下6void init() lcdrw=0; lcde=0; cs=0; write_com(0x38);/设置162显示，57点阵，8位数据接口 write_com(0x0c);/设置开显示，不显示光标 write_com(0x06);/写一个字符后地址指针加1 write_com(0x01);/显示清0，数据指针清04.2.2 波形产生程序(1) 波形产生程序流程图如图14所示图14 波形产生程序(2) 正弦波由于正弦波并没有一个可以通过程

37、序轻易归纳的规律，因此对于正弦波的产生我们采用查表的方式，将一个周期内采集了256个点的正弦波波码表，按顺序由单片机I/O口输出，产生数字正弦信号，正弦波调用程序如下1 if(s1num=1) /正弦波 for (j=0;j255;j+) P0=tosinj; delay1 (ys); 其中tosinj为波码表数组，将表中数据依次读出即可产生正弦波信号，波码表数组如下所示：uchar code tosin256=0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0x

38、b7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0x

39、f7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x

40、60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

41、01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80;(3) 方波方波比拟有规

42、律性，上下电平各持续半个周期即可。实现方波的程序如下： if(s1num=2) /方波 P0=0xff; delay1 (128*ys); P0=0x00; delay1 (128*ys) ;(4) 三角波三角波即是数值从最小值递增到一个数值后再递减到最小值的过程。实现程序如下： if(s1num=3) /三角波 if (a128) P0 = a; delay1 (ys); a+; else P0=255-a; delay1 (ys); a+; 4.2.3 显示局部程序(1) 显示波形类型四种波形产生时需要显示相对应的字母表示，对应情况为：正弦波sin、方波squ、三角波thr、锯齿波saw，

43、为了显示相应字符串，那么应把字母所对应的代码输入到液晶,波形对应代码如下:正弦波： write_com(0x80+0x00); /写sin write_data(0x73); /s write_data(0x69); /i write_data(0x6e); /n 方波：write_com(0x80+0x00); /写squ write_data(0x73); /s write_data(0x71); /q write_data(0x75); /u三角波：write_com(0x80+0x05); /train write_data(0x74); write_data(0x72); write

44、_data(0x61); write_data(0x69);0x80+0x00为第一行开头所对应的地址，write_data()括号内是字母所对应的代码，当显示完一个字母后地址自动加1。(2) 显示波形频率由于通过bai、shi、ge表示频率的百位、十位和个位，因此，只需将bai、shi、ge按顺序发送到液晶即可，三个数字显示地址递增，在液晶第二行开头显示频率值和频率单位Hz。程序如下void xsf() /显示频率 write_com(0x80+0x40); /第二行开头 write_data(0x30+bai); /写百位 write_com(0x80+0x41); write_data(

45、0x30+shi); /写十位 write_com(0x80+0x42); write_data(0x30+ge); /写个位 write_data(0x48); /H write_data(0x5a); /z5 多路信号发生器的设计5.1 仿真软件介绍硬件电路设计使用在Protues绘制电路原理图和仿真。PROTUES软件是英国Labcenter电子出版的EDA工具软件。 Protues根本功能概述Foundation：电子产品的设计方面，包括原理图，电路仿真和验证和PCB和CAM文档查看功能；Board Implementation：传统的电路板生产，示范和CAM文档编辑功能；Embedd

46、ed Intelligence Implementation：基于复杂可编程逻辑器件FPGA / CPLD，数字电路设计，片上可编程嵌入式系统软件开发和数字电路实时验证功能1； 5.1.2 Protues根本特点：布局的原那么，PCB自动或手动布线，SPICE电路仿真等功能；电路仿真的交互，用户甚至可以使用如LED/ LCD，键盘，RS232终端周边动态模型实时交互式仿真设计；在Protues可以提供模拟组件：仿真模拟和数字资源，数以千计的组件，交直流两用，有超过30个组件库；支持主流的单电流，如51系列，AVR系列，PIC12系列，PIC16系列，PIC18系列，Z80系列，HC11系列，6

47、8000系列15。整体工程管理，设计团队和版本控制功能包括原理图SCH到PCB和PCB到FPGA的双向同步功能； 在的PROTUES绘图示意图，进入编译后的目标代码文件：*。HEX，可以在与Protues看到实际运行状态和过程仿真一个强大的功能映射原理示意图； 支持高速电路设计，具有成熟的布线后信号完整性分析工具；可以仿真51系列，AVR，PIC等常用主流单片机。也可直接编程虚拟样机原理图，加上的显示和输出，输出输入，请参阅运行后的效果。随着系统设置虚拟逻辑分析仪，模拟数字和模拟示波器，PROTUES建立了一套完整的电子设计和开展的环境。5.2三角波仿真频率为3333HZ的三角波仿真图14 三

48、角波仿真波形由于频率较高三角波发生了微小的失真。6结论基于单片机的信号发生器设计，这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个模数转换器DAC0832产生所需要的电流，然后使用运算放大器LM324可以将其电流输出线性地转换成电压输出，再将电压经过运算放大器的放大，可以得到足够幅度的信号。通过程序的控制，可以产生一系列有规律的波形。这样一个信号发生装置在控制领域有相当广泛的应用范围。当加上显示功能模块时，波形失真比拟严重，很可能的原因是波形产生局部与液晶显示指令所需时间有较大差异，造成二者不同步，从而导致上述情况，因此，建议采用数码管进行显示信号频率这一功能的设计，另一方面

49、，也可以通过不同的发光二极管来表示不同的波形类型，进而来实现设计所要求的显示信号类型的功能。此系统在设计和调试过程中，出现了很多错误和缺陷，程序也不是太精确缜密，导致实验调试时，系统稳定性差，效果不理想。通过此次设计，发现不管是硬件设计还是编写程序，都需要进行缜密分析，把握整套系统的工作状态。还要进行屡次实验调试，记录数据分析。参考文献:1 刘娟，梁卫文C语言应用和PROTUES仿真技能实训M，中国电力出版社，2022:11002 张迎新.单片机初级教程M.第一版.北京航空航天大学出版社，2000:12003 胡建.单片机原理及接口技术M.机械工业出版社，2022:11504 张毅刚，彭喜元，

50、董继成.单片机原理及应用M.高等教育出版社，2022.12:11505 张毅，周绍磊.虚拟仪器技术分析与应用M. 机械工业出版社，2022:30906 谭浩强著. C语言程序设计第三版M.北京-清华大学出版社，2022:12007 赵广林.Protel99se电路设计与制版M.北京：电子工业出版社，2022.2:1200. 8 荣君雅等主编，数字电子技术，机械工业出版社，2022.3:21009 标准集成电路数据手册TTL电路，电子工业出版社，2022.6:123910 邱关源,罗先觉. 电路M.北京：高等教育出版社，2022.5:1170. 11 康华光主编，电子技术根底数字局部，高等教育出版社，2022.4:44200 12 黄继昌等主编，数字集成电路应用300例，人民邮电出版社，2022.5:1130 13 肖景和编著，数字集成电路应用精粹，人民邮电出版社，2000.3:111014Myke Predko编著；田玉敏等译. 精通单片机程序设计M北京:人民邮电出版社，2022:1190.15 Sullvan G J. Rate-distortion optimization for video compression.J IEEE Signal Processing. Mag., 1998，15(6): 74