数字波形发生器毕业设计
波形发生器设计报告
摘要（1）纯硬件设计波形发生器：采用运算放大器加分立元件来实现。
（2）实验的目的：能够产生正弦波、方波和三角波 （3）工作原理：主要是通过波形 转换形成三种波形①通过RC 振荡器（文氏电桥振荡器）产生正弦波，在实验的过程当中，可以加入负反馈稳幅支路，以此保证波形不出现明显的失真。
②正弦波通过滞回比较器产生方波；③方波通过一个积分器产生三角波。
即将滞回比较器与一个积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，这样，经上一级输出的方波经由积分器积分可得到三角波。
（4）模拟方案实现框图正弦波 方波 三角波最终设计成的波形放大器能够对三种波形的幅值、频率进行简单的调节，并且实现相位的可调功能。
关键词：函数波形发生器；RC 桥式正弦波振荡电路；滞回比较器；积分器RC 桥式正弦波 振荡电路滞回比较器积分器Abstract(1) waveform generator: pure hardware design using operational amplifier with discrete component.(2) experimental objective: can produce sine wave, square wave and triangular wave(3) working principle: mainly through waveform transformation form three types of waveformsA through the RC oscillator wien bridge oscillator) generate sine wave, the process of the experiment, add feedback stability of branch, so that doesn't appear obvious distortion of waveform.B sine wave through a hysteresis comparator generate square wave;C square wave generated by an integrator triangle wave. The hysteresis comparator and an integrator head-tail form positive feedback closed-loop system, so that the output of square wave at the next higher level via the integrator integral triangle wave can be obtained.(4) to simulate the implementation schemeSine square wave, triangle waveFinal design into the waveform amplifier to three kinds of waveform amplitude, frequency, simple adjustment, and the implementation phase of the adjustable function.Key words: function waveform generator; RC bridge sine wave oscillator circuit;Hysteresis comparator; integrator目录第一章RC桥式正弦振荡电路 (4)1.1 RC桥式正弦振荡电路的介绍 (4)1.1.1RC桥式正弦振荡电路的应用与原理 (5)第二章滞回比较器............................................................... (6)2．1 滞回比较器 (6)第三章方波和三角波发生器 (7)3.1方波和三角波发生器 (7)3.1.1电路的实现 (8)3.1.1.1 电路软件仿真效果 (9)参考文献 (10)附录 (10)第一章RC桥式正弦振荡电路1.1 RC桥式正弦振荡电路的介绍RC桥式正弦振荡电路如图1所示。
50MHz波形发生器模拟输出通道设计毕业论文
50MHz波形发生器模拟输出通道设计毕业论文中文摘要随着数字集成电路微电子技术和EDA技术的深入研究DDS技术以其有别于其它频率合成技术的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的佼佼者根据题目要求我们以单片机C8051F020芯片和AD9707芯片为核心辅以必要的模拟电路设计一台信号波形发生器使之能产生正弦波方波和三角波该系统主要由控制模块信号模块显示模块键盘输入模块构成仅用单片AD9707就实现了直接数字频率合成技术DDS产生幅度稳定的正弦波输出的正弦波经过比较电路来实现方波的输出而三角波则是在方波的基础上通过接入积分电路来实现的单片机对内部寄存器控制AD9707就可以产生一个频谱纯净频率和相位都可编程控制且稳定性很好的模拟波形整个系统结构紧凑电路简单功能强大可扩展性强通过键盘输入LCD 显示形成人机交互界面实现对输出信号的控制模拟通道是整个波形发生器最重要的组成部分之一波形发生器模拟通道的带宽是评价其性能的主要指标随着波形发生器的飞速发展其模拟通道带宽成为制约其发展的瓶颈之一因此设计具有噪声更低带宽更高交直流特性更好的模拟通道是波形发生器研究的重要内容关键词波形发生器模拟通道 DDS AD9707 C8051F020Title 50MHz channel analog output waveform generatordesignAbstractAs digital integrated circuitsmicroelectronic technology andin-depth study of EDA technology its technology is different from other DDS frequency synthesizer technology and the superior performance characteristics of a modern frequency synthesis technology leader Under the title we C8051F020 microcontroller chip and AD9707 chip as the core supplemented by the necessary circuit simulation design a signal waveform generator so that it can produce sine square and triangular wave The system mainly by the control module signal modules modules a keyboard input module Just to achieve a single-chip AD9707 Direct Digital SynthesisDDS resulting in steady increase sine wave The sine wave output circuit comparison to the output of square triangle and square wave is on the basis of the access points through the circuit to achieve SCM internal control registers the AD9707 can produce a spectrum of pure programmable frequency and phase control and stability are good simulation waveforms the whole system compact simple circuit powerful scalable and strong The keyboard input a LCD display interactive interface the output signal of the control Analog channel digital oscilloscope is the most important components of the analog channel digital oscilloscope Bandwidth of the oscilloscope to evaluate the performance of key indicators With the rapid development of digital oscilloscope the analog channels with Wide as one of the bottlenecks restricting its development Therefore the design has lower noise higher bandwidth AC and DC characteristics and better analog channel digital storage oscilloscope is an important part of the studyKeywordsWaveform generators Analog channel DDS AD9707 C8051F020 目录1 绪论411课题背景 412 本文涉及的主要技术92 系统设计1021方案论证10com 信号模块10com块 11com模块12com 信号处理模块 12com模块的最终方案1222 理论分析与计算12com 频率精度计算 12com DDS的理论分析13com DDS的参数计算143 硬件系统设计1631 硬件元器件的选用16com C8051F020控制芯片简介16com AD9707简介及接口电路1732 单元硬件电路设计19com 电源电路19com 低通滤波电路 19com 衰减电路21com 偏移电路22com 放大电路224 软件系统设计2441程序流程图 245 系统分析及定标 2751 指标测试27com 误差分析27com 测试仪器2752 信号参数定标27com 定标原理27com 定标方法286 结束语30致谢31参考文献32附录A 硬件电路图34附录B 对AD9707编程的主要源程序清单351 绪论11课题背景波形发生器是工程测试及试验中常会用到的一种电子仪器传统的波形发生器多采用模拟分离元件来实现产生的波形种类受到电路硬件的限制其灵活性和稳定性也相对较差近年来随着EDA[1]技术和大规模集成电路的发展使得复杂的电路有了新的实现途径从而使得波形发生器的性能及功能有了更大的发展在一些特殊的场合有时需要具有延时输出的多路同频信号来对具有多个测试目标的系统进行测试通常采用单通道波形发生器分别测试各个目标实现比较麻烦在电子技术领域常需要频率波形幅度都可以调节的电信号信号发生器就是用于产生这种电信号的电子测量仪器在六七十年代信号发生器开始迅速发展这个时期多采用模拟电子技术利用分离元件和模拟集成电路构成靠手动转换量程不仅体积大功耗大而且精度很难保证如低频信号发生器一般有RC或桥式振荡电路组成其频率稳定度只能做到10-4天以下高频信号发生器一般由LC振荡器组成其频率稳定度能做到10-5天[2]七十年代后微处理器的出现可以利用微处理器[3]AD和DA等器件使波形发生器的功能扩大产生更加复杂的波形这时期的波形发生器多以软件为主其实质是采用微处理器对DAC的程序控制就可以得到各种简单的波形软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低输出频率主要由CPU的工作速度决定的如果想提高频率可以改进软件程序减少其执行周期或提高CPU的时钟周期但这些办法时有限度的当时能够产生正弦波的有效频宽不会超过1MHz要获得比较平滑的低失真度的波形频率一般不会超过10KHz八十年代后现代电子计算机和信号处理等技术的发展极大的促进了数字化技术在电子测量仪器的应用伴随着电子元器件电路及生产设备的高速化高集成化任意波形发生器出现了它的功能远比函数发生器强任意波形发生器是在1975年开发成功的从此信号发生器产品增加了一个新品种在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前为了产生非正弦波信号已使用函数发生器提供三角波斜波方波和余弦波等几种特殊波形声音和振动分析需要复杂调制的信号源以便仿真真实的信号只有借助任意波形发生器例如医疗仪器测试往往需要心电波形任意波形发生器很容易产生各种非标准的振动信号早期的任意波形发生器主要着重音频频段现在的任意波形发生器已扩展到射频频段它与数字示波器DSO密切配合只要数字示波器捕获的信号任意波形发生器就能复制出同样的波形在电路构成上数字示波器是模拟数字转换任意波形发生器是数字模拟的逆转换目前任意波形发生器的带宽达到2GHz足够仿真许多移动通信卫星电视的复杂信号Hz工作稳定可靠但是寄生输出大需要大量的模拟元件结构复杂体积大成本高不能产生任意波形锁相环简称PLL频率合成技术也叫间接式频率合成所使用的电路较直接式频率合成简单它主要是将含有噪声的振荡器放在锁相环路内使它的相位锁定在希望的信号上从而使振荡器本身的噪声被抑制使它的输出频谱大大提纯锁相环频率合成技术提供了一种从单个参考频率获得大量稳定而准确的输出频率的方法并且频率输出范围宽电路结构简单成本低但是锁相环频率合成技术也有其固有缺点由于它采取闭环控制系统的输出频率改变后重新达到稳定的时间也就比较长一般为毫秒级所以锁相环频率合成器要想同时得到较高的频率分辨率和转换率非常困难同样也不能产生任意波形直接数字频率合成技术的基本原理就是利用采样定理按一定的相位间隔将待产生的波形幅度的二进制数据存储于高速存储器作为查找表用参考频率源一般为晶体振荡器作为时钟用频率控制字决定每次从查找表中取出波形数据的相位间隔以产生不同的输出频率对取出的波形数据通过高速DA转换器来合成出存储在存储器内的波形与其它频率合成方法相比较直接数字频率合成技术的主要优点是易于程控输出信号频率转换时相位连续输出频率范围宽稳定及准确度高其频率准确度一般可达到10或更好水平分辨率高其分辨率可以达到10Hz甚至更低而且频率转换速度快可小于100ns除此之外由于DDS技术是利用查表法来产生波形只要改变查找表中的数据就可以产生任意波形所以它不仅能产生正弦余弦方波三角波和锯齿波等常见波形而且还可以根据需要利用各种编辑手段产生传统函数发生器所不能产生的真正意义上的任意波形DDS技术具备许多优点近二十年来发展迅速各国都在研制DDS产品其中以AD 公司的产品比较有代表性如AD9850AD9851AD9852AD9858等其中AD9858的系统时钟达到1GHz而AD9852可以产生FSKPSK线形调频以及幅度调制信号其相位累加器达到了48位基于DDS技术的任意波形发生器发展同样非常迅速以Tektronix 公司和Agilent公司为代表的国际电子测量仪器公司其任意波形发生器产品已经形成系列目前Tektronix公司的台式任意波形发生器AFG3000系列的采样频率为2GSas输出信号最高频率为240MHzAgilent公司的PXI模块的任意波形发生器采样率为125GSas输出最高频率为500MHz台式的任意波形发生器33250A采样率为200MSas33220A的采样率为50MSas输出最高频率为20MHz任意波形发生器的应用非常广泛在原理上可仿真任意波形只要数字示波器或其它记录仪捕捉到的波形任意波形发生器都可复制出特别有用的是仿真单次偶发的信号例如地震波形汽车碰撞波形等等以下是几种尖端技术中任意波形发生器产生的复杂测量信号第一雷达信号仿真――雷科公司的任意波形发生器有调幅调频和脉冲三组输出组合调制信号输入微波信号发生器产生复杂的雷达信号模式用于仿真飞行器的雷达信令由于三组调制信号有严格的同步和低的相位噪声使这种序列信号既稳定又相位噪声极低序列内可插入触发波形循环断点而不会失去同步从而扩展成为复杂波形产生设备第二卫星音调仿真――任意波形发生器和微波信号发生器一起可产生通信卫星的音调仿真用于测试地面接受站特性任意波形发生器驱动上变频器在适当频率下产生几种音调在被测通道的测试序列插入空白段用于播送实况信号任意波形发生器的数量视音调数目和间隔而定这种测试方法同样可用来测试在同一通信链路内收发多个数据流的电信系统第三微机电系统的驱动――微机电系统有机械光学电学的多种信号需要几台任意波形发生器仿真激励和执行机构的复杂信号信号之间有严格的定时关系第四磁盘驱动器仿真――磁盘驱动器产生的同步数字和模拟信号可由任意波形发生器仿真用于读写数据的测试这种混合信号仿真可作为平板LCD等离子高清晰度电视等的测试信号第五数字通信的仿真――第三代移动通信属于多制式多种信号的综合对于这种包括语音图像和数据的复杂调制信号AWG可发挥积极作用和产生非常逼真的信号第六任意波形发生器复制数字示波器的偶发信号――利用两种仪器的互补特点任意波形发生器可复制出数字示波器的很难捕捉到的毛刺信号由于任意波形发生器的仿真功能越来越完善已成为通信雷达导航超声自动测量等复杂波形的信号源任意波形发生器 AWG 通常提供较深的存储器较大的动态范围以及较宽的带宽来满足各式各样的应用包括通信半导体和系统测试AWG接收来自PC的用户自定义数据并利用这些数据来生成任意波形AWG用户可以将想要产生的一系列波形下载到仪器所带的存储器中通常可以存储实际的波形和形成这些波形所需的波形序列指令现在请看一下AWG的基本架构要从AWG上产生一种波形必须先创建任意波形本身像模拟波形编辑器调制工具以及国家仪器公司 NI 的Lab VIEW这类的软件工具都能够简化这些波形的创建这些波形和其波形序列指令都存在仪器所带的RAM中波形生成序列通常从 TTL硬件触发器开始各种波形由许多单个的样本构成而生成采样率由仪器的采样时钟确定从内部采样时钟时基 100 MHz VCXO 中导出采样时钟有几种不同模式包括DDS定时DivN时钟以及几种提供不同外部时钟的模式另外对于用于仪器的锁相环的频率基准也有几种不同的选择波形通过存储器到数模转换器 DAC 数模转换器将数字采样样本转换成所需的模拟输出波形在DAC之前样本被数字滤波而经过DAC之后模拟输出又通过一个模拟滤波器这些数字和模拟滤波器通过插值来增加采样率并通过谐波低通滤波器滤除寄生信号从而极大地改进了信号的质量通常这些滤波器都能够软件编程AWG允许用户规定波形片断并通过重复来构建复杂波形由于AWG将波形存储在自身存储器中故波形长度受限波形循环帮助产生具有多次重复的子段的信号对波形段进行循环改善了存储效率并增加了波形的持续时间AWG还可以规定波形中不同的级每级都可以包括不同的波形段和不同的循环次数AWG依次产生每一个定义的波形段通过组合先后顺序和循环次数就能够利用很小的存储器容量来构建非常复杂的波形AWG可以为每段指定不同的波形片段不过不同段之间的过渡点上的相位不一定是连续的最后许多AWG都具有一个仿函数发生器功能此时当要求输出一个标准函数波形时可以先用软件来产生并下载到AWG上然后再由AWG输出这就不同于下面将要介绍的全DDS技术同时支持最高175 MSPS的更新速率图2-1 DDS原理框图DDS技术频率分辨率高转换速度快信号纯度高相位可控输出信号无电流脉冲叠加输出可平衡过渡且相位可保持连续变化方案论证从题目要求来看方案一可以满足题目合成频率范围的要求但信号发生器产生的频率稳定度精确度都不如DDS合成的频率另一方面DDS比信号发生器更容易精确控制所以我们选择DDS方案进行频率合成com块方案一采用89C51 芯片单片机[8]现在市场很多成品都在用它但89C51最大的缺陷在于不支持ISP在线更新程序功能对于短短几天的比赛时间用编程器对它进行下载程序是非常浪费时间和精力的如果将来要对产品进行升级的话也是非常困难的因此不考虑用80C51作控制模块的主芯片方案二C8051F020是 Cygnal 出的一种混合信号系统级单片机片上系统SOC 片内含CIP-51的CPU内核它的指令系统与MCS-51完成兼容其中的C8051F020单片机含有64KB片内Flash程序存储器4352B256B4KB的RAM8个I0端口共64根I0口线一个12位AD转换器和一个8位AD转换器以及一个双12位DA转换器2个比较器5个16位通用定时器5个捕捉比较模块的可编程计数定时器阵列看门狗定时器VDD监视器和温度传感器等部分C8051F020单片机支持双时钟其工作电压范围为27-36V端口I0RST和JTAG引脚的耐压为5V综合上述根据我们题目的要求用89C51不能很好的达到题目指标与以前的51系列单片机相比C8051F020增添了许多功能同时其可靠性和速度也有了很大的提高且D8051F020的各种特点和所能达到的指标对我们这个题目非常合适因此最终采用C8051F020作为主控制芯片我们自制了单片机最小系统com模块无源滤波器这种电路主要有无源元件RL和C组成有源滤波器集成运放和RC 组成具有不用电感体积小重量轻等优点集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高输出电阻小构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用但集成运放带宽有限所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高无源滤波装置由电容器电抗器有时还包括电阻器等无源元件组成以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路以达到抑制高次谐波的作用由于SVC的调节范围要由感性区扩到容性区所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联这样既满足无功补偿改善功率因数又能消除高次谐波的影响国际上广泛使用的滤波器种类有各阶次单调谐滤波器双调谐滤波器二阶宽带与三阶宽频带高通滤波器等虽然无源滤波器具有投资少效率高结构简单及维护方便等优点在现阶段广泛用于配电网中但由于滤波器特性受系统参数影响大只能消除特定的几次谐波而对某些次谐波会产生放大作用甚至谐振现象等因素随着电力电子技术的发展人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器Active PowerFliter缩写为APFAPF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等相位相反的电流使电源的总谐波电流为零达到实时补偿谐波电流的目的它与无源滤波器相比有以下特点a．不仅能补偿各次谐波还可抑制闪变补偿无功有一机多能的特点在性价比上较为合理b．滤波特性不受系统阻抗等的影响可消除与系统阻抗发生谐振的危险c．具有自适应功能可自动跟踪补偿变化着的谐波即具有高度可控性和快速响应性等特点单片机C8051F020用于控制系统中LCD显示键盘输入的确认及控制信号的输出系统基本框图如图2-2图2-2 系统基本框图22 理论分析与计算com 输出信号频率精度分析采用美国AD公司先进的DDS直接数字频率合成技术生产的高集成度产品AD9707芯片AD9707拥有最大为175MSPS的更新率内置14位高速高精度DAC18V 低功耗工作自带频率设置幅度设置相位设置PSKFSK扫频等功能并有1024×4字节的RAM其频率字为32位故频率绝对精度为175000000÷232 004HZ系统时钟为175M当频率高于1KHZ时相对精度为04x10-4com DDS的理论分析DDS是一种全数字化的频率合成器由相位累加器波形ROMDA转换器和低通滤波器构成时钟频率给定后输出信号的频率取决于频率控制字频率分辨率取决于累加器位数相位分辨率取决于ROM的地址线位数幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和DA转换器位数高性能DDS芯片由于其AD内部集成有RAM因此利用RAM 的存储功能能够产生频率分辨高波形性能好调制速度高达1 MHz的调频波该速度是其他DDS芯片的几十～几百倍因而可广泛应用于数字调制系统的设计之中图2-3 可编程DDS系统原理图2-4 DDS 系统基本波形图N相位累加器位数M相位累加器实际对ROM寻址的位数SROM输出正弦信号离散化的位数位数相位累加器舍去的位数满足位数 N-MDDS 系统由频率控制字相位累加器正弦查询表数模转换器和低通滤波器组成参考时钟为高稳定度的晶体振荡器其输出用于同步DDS各组成部分的工作DDS 系统的核心是相位累加器它由N位加法器与N位相位寄存器构成类似于一个简单的计算器每来一个时间脉冲相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据想加把想加结果送至累加寄存器的数据输入端相位累加器进入线性相位累加累加至满量程时产生一次计数溢出这个溢出频率即为DDS的输出频率正弦查询表是一个可编程只读存储器PROM存储的是以相位为地址的一个周期正弦信号的采样编码值包含一个周期正弦波的数字幅度信息每个地址对应于正弦波中0-360范围的一个相位将相位寄存器的输出与相位控制字相加得到的数据作为一个地址对正弦查询表进行寻址查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度信号驱动DAC输出模拟信号低通滤波器平滑并滤除不需要的取样分量以便输出频谱纯净的正弦波信号com DDS的参数计算根据DDS的结构可以推出以下一些结论频率控制字K唯一地确定一个单频模拟余弦信号s t cos 2πt 频率f 2-1当K 1时DDS输出最低频率这也是DDS的频率分辨率[12]所以可以看出当N不断增加的时候DDS的频率分辨率可以不断提高当然在实际设计中N的增加受到种种因素的制约但是就目前的技术水平来说已经可以产生很高的频率分辨率了那么K的最大值是多少呢能不能取到实际上DA转换器件的输出波形相当于一个连续平滑波形的采样采样率就是这样根据奈奎斯特采样定理采样率必须大于信号频率的2倍也就是说DA转换器的结果要完全恢复的话输出波形的频率必须小于2一般来说由于低通滤波器的设计不可能达到理想情况即低通滤波器总是有一定的过渡带的所以输出频率还要有一定的余量一般来说在实际应用当中DDS的输出频率不能超过04对于计数容量为2K相位累加器和具有M个相位取样点的正弦波波形存储器若频率控制字为K输出信号频率为参考时钟频率为则DDS系统输出信号的频率为 k2K 2-2输出信号频率的频率分辨率为△f min 2K 2-3由奈奎斯特采样定理可知DDS输出的最大频率为2 2-4频率控制字可由以上公式推出K ×2K 2-5当外部参考时钟频率为50MHz输出频率需要为1MHz时系统时钟经过6倍频使得变为300MHz这样就可利用以上公式计算出DDS的需要设定的控制频率字K 2483003 硬件系统设计31 硬件元器件的选用com C8051F020控制芯片简介1 C8051F020的功能C8051F020是Cygnal出的一种混合信号系统级单片机片上系统SOC[13]片内含CIP-51的CPU内核它的指令系统与MCS-51完全兼容其中的C8051F020单片机含有64KB 片内Flash程序存储器4352B256B4KB的RAM8个I0端口共64根I0口线大量减少了外部连线和器件扩展一个12位AD转换器和一个8位AD转换器以及一个双12位DA转换器2个比较器5个16位通用定时器5个捕捉比较模块的可编程计数定时器阵列看门狗定时器VDD监视器和温度传感器等部分C8051F020单片机支持双时钟其工作电压范围为27-36V端口I0RST和JTAG引脚的耐压为5VC8051F020单片机所有模拟和数字外设均可由用户固件使能禁止和配置FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力可用于非易失性数据存储并允许现场更新8051 固件片内JTAG 调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式不占用片内资源全速在系统调试该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器支持断点观察点单步及运行和停机命令在使用JTAG 调试时所有的模拟和数字外设都可全功能运行具有片内VDD 监视器看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020 是真正能独立工作的片上系统调试系统支持观察和修改存储器和寄存器支持断点观察点堆栈指示器和单步执行调试时不需要额外的目标RAM程序存储器定时器或通信通道并且所有的模拟和数字外设都正常工作当MCU 单步执行或遇到断点而停止运行时所有的外设ADC除外都停止运行以保持同步这是一个大的数字开关网络允许将内部数字系统资源分配给端口IO引脚与具有标准复用数字IO的微控制器不同这种结构可支持所有的功能组合可通过设置交。
波形发生器毕业论文
0 引言波形随着电子测量与其他部门对各类信号发生器的广泛需求与电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。
尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自和智能化方向发展。
但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类与程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。
加之各类功能的半导体集成芯片的快动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机与其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。
在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。
而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是致命的弱点。
一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。
在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。
这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。
同时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节，因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。
波形发生器设计报告
波形发生器设计报告摘要波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。
所以本设计使用的是DAC0832、ICL8038构成的发生器，可产生方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。
在单片机上加外围器件独立式键盘，通过键盘控制波形频率的增减、波形幅度的大小以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小、波形的种类。
在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，通过运放进行波形调整，再通过ICL8038函数发生器，最后输出波形。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
本设计制作的波形发生器是基于STC89C54RD+单片机可调频发生器，可以输出多种不同频率方波、正弦波，输出的波形的频率、幅度均可调，且操作方便。
关键词：波形发生器；DAC0832；IC8038；单片机一、方案论证 (4)1.1设计要求 (4)1.2方案论证 (4)二、硬件系统的设计 (5)2.1整体框架图 (5)2.2电源模块设计 (5)2.2.1 电源原理 (5)2.2.2 芯片介绍 (6)2.3输入模块设计 (7)2.3.1按键控制模块 (7)2.3.2时钟复位电路 (7)2.4 输出模块设计 (10)2.4.1 LCD显示模块原理 (10)2.4.1 LCD1602芯片介绍 (10)2.5 DA转换模块设计 (11)2.5.1 DA转换模块原理 (11)2.5.2 DAC0832芯片介绍 (12)2.6 ICL8038函数信号发生模块设计 (13)2.6.1 ICL8038函数信号发生模块原理 (13)2.6.2 ICL8038芯片介绍 (14)三、软件设计 (16)3.1输入模块编程 (16)3.2 输出模块编程 (17)3.3 DA转化模块编程 (17)四、仿真与调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.1.1电气调试 (19)4.1.2 波形调试 (19)4.1.3波形频率范围调试 (20)4.1.4 波形幅度范围调试 (20)4.1.5 失真度调试 (20)4.2 软件调试 (21)五、心得体会 (22)附录一： (23)一、方案论证1.1设计要求1）信号发生器能产生正弦波、方波；2）输出的频率在100HZ-100KHZ的范围内可调；3）在1000欧负载的条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0-5V的范围可调；4）输出信号的波形无明显失真；5）可实时显示输出信、幅度、频率和频率步进值；1.2方案论证信号发生器的实现方法通常有以下几种：方案一：用分立元件组成的函数发生器，通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。
大学本科电子专业波形信号发生器毕业设计
随着不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起来的一类新型信号源。
无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之一——在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲，它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。
传统的波形发生器只能产生一些常规的信号如正弦波、方波、脉冲波、三角波等。
FY-Economic系列函数/任意波形发生器采用直接数字合成技术（DS，FG 设计，内部D） PA预制1种常用波形，同时用户也可编辑输出8bt 5点的用户自定义任意波形；其使用简单方便，信4-i、26号稳定度高，低失真，具有1瓦功率输出、宽频带的频率测量和计数器等功能。
输出信号能够调节幅度和直流偏置。
关键词：正弦波；方波；函数/任意波形信号发生器；FY-Economic；引言 (3)第一章波形发生器电路设计要求 (4)1.1设计的要求 (4)1.2设计的指标 (4)1.3设计的功能 (4)1.4电路图的框架 (4)第二章方波、正弦波发生器电路 (5)2.1 方波、正弦波发生器原理框图 (5)2.2 各组成部分的工作原理 (6)第三章FY-Economic系列函数/任意波形发生器 (9)3.1 FY-Economic的技术指标 (9)3.2 结构功能特性与结果 (10)总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)广东创新科技职业学院2018届毕业设计（论文）引言随着科学技术的发展，普通的性能单一的波形发生器已经越来越不能满足实际的要求，要想实现性能复杂、波形多样的发生器，频率合成技术是一种较好的实现方法。
信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。
传统的信号发生器一般基于模拟技术，但基于模拟技术的传统信号发生器能生成的信号类型比较有限，一般只能生成少数的规则波形信号。
如果需要生成较复杂的波形信号，电路的复杂度以及设计难度都将大大增加。
波形发生器毕业论文
波形发生器毕业论文题目: 简易波形发生器系别：电气工程系专业：计算机控制专业目录前言 (1)1 系统总体设计 (2)1.1系统总体框图设计 (2)1.2系统的主要性能指标 (2)2 系统硬件设计 (3)2.1 单片机最小系统 (3)2.2 单片机D/A连接电路 (3)2.3放大电路 (4)2.4 PCB板设计 (4)3 系统软件设计 (6)3.1系统总体流程图 (6)3.2方波程序设计 (7)3.3 锯齿波程序设计 (8)3.4三角波程序设计 (9)3.5 正弦波程序设计 (10)4软硬件调试及结果分析 (11)4.1单片机软件开发系统 (11)4.2 软件调试 (11)4.3 硬件调试 (14)5 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录1 电路原理图 (18)附录2 源程序 (18)元器件清单 (22)摘要：本课题硬件设计是采用89S51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（OP07）、和独立联接式按键。
通过Protues 软件进行程序的编写。
以实现波形选择。
仿真通过以后再进行硬件的安装和调试，结果表明：本设计基本完成任务，能够产生正角波、方波和锯齿波四种波形，并可以通过键盘选择波型关键词：波形发生器，单片机，D/A转换,运算放大器前言单片机是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
波形发生器是一种数据信号发生器，在调试硬件时，常常需要加入一些信号，以观察电路工作是否正常。
用一般的信号发生器，不但笨重，而且只发能发出一些简单的波形，不能满足需要。
例如用户要调试串口通信程序时，就要在计算机上写好一段程序，再用线连接计算机和用户实验板，如果不正常，不知道是通讯线有问题还是程序有问题。
简易波形发生器 毕业论文
任务书课题：简易波形发生器系别：电气工程系专业：电子信息工程技术班级：智能电子102学生姓名：指导老师：时间：2012-11-15摘要本系统是基于 AT89C52 单片机的数字式低频信号发生器。
采用 AT89C52 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和8 位数码管等。
通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等，同时用数码管指示其对应的频率。
其设计简单、性能优好，可用于多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。
各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。
在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。
为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。
本文介绍的是利用 AT89C52 单片机和数模转换器件 DAC0832 产生所需不同信号的低频信号源，其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。
文中简要介绍了 DAC0832 数模转换器的结构原理和使用方法，AT89C52 的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。
文中着重介绍了如何利用单片机控制 D/A 转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。
信号频率幅度也按要求可调。
本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。
该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。
关键词：AT89C52 DAC0832 LM324 8位数码管显示AbstractWaveform The system is a digital signal generator based on single chip computer.AT89C52 is used as a control microcontroller core. The system is composed by digital/analog comversionDAC0832 imply circuit button and nixie tube. It can generate the square triangle and sine wave with nixietube. Te system can be used for a signal soure in the low-frequency signal soure. It is very practical.Various signals are an important part of correspondent area. In this area sine wave triangle wave and square wave are common signals. In science research and teaching experiment we often need the occurrence equipment of these signals. In order to make the experiment and research easier to develop a suitable full functional and easily used signals source is essential. This paper introduces the low frequency sources of different signals that are produced by AT89C52 SCM and DAC0832.Its signal range and frequency can be controlled by requirement. This paper briefly introduces the structure principle and usage of DAC0832 the basic theory of AT89C52 and various chips which relevant to design circuit. This paper emphasized how to use SCM to control the hardware circuit and software program of the signals above which produced by DAC0832.The signal frequency range also can be adjusted by requirement. This signal source design plan concerns on producing different low frequency signals not only meet the request of experiment in theory and in practice but also have strong feasibility. The trait of this signal source is ：small volume low price stable function easily achievable and full function.Keywords ：AT89C52 DA0832 LM324 8 nixie tube display目录摘要Abstract第1章绪论1.1 波形发生器的发展状况……………………………………………………….1.2 国内外波形发生器产品比较………………………………………………….1.3 波形发生器示意图…………………………………………………………….1.4 课题内容与设计要求…………………………………………………………. 第2章硬件电路构成2.1 MCS-51 单片机的内部结构………………………………………………………..2.1.1 内部结构概述…………………………………………………………………….2.1.2 AT89C52单片机……………………………………………...................................2.1.3 CPU 结构……………………………………………................................................2.1.4 存储器和特殊功能寄存器……………………………………………………….2.2 P0-P3 口结构…………………………………………………………………………….2.3 时钟电路和复位电路…………………………………………………………………..2.3.1 时钟电路. ……………………………………………………………………………2.3.2 单片机的复位状态…………………………………………………………………2.4 DAC0832 的引脚及功能………………………………………………………………2.4.1DAC0832芯片……………………………………………………………………….2.4.2 DAC0832引脚图和内部结构图………………………………………………….2.4.3 DAC0832 特性参数…………………………………………………………………2.5 数模转换电路……………………………………………………………………………..2.6 LM324集成运放………………………………………………………………………….2.7 8位数码管显示……………………………………………………………………………第3章软件原理3.1 主流程图…………………………………………………………………………………3.2 波形发生程序…………………………………………………………………………….第4章系统调试与测试4.1 波形发生器的调试……………………………………………………………………..4.2遇到的问题及解决方法……………………………………………………………….4.3 三角波仿真图. …………………………………………………………………………4.4 方波仿真图………………………………………………………………………………4.5 正弦波仿真图……………………………………………………………………………第5章总结致谢参考文献附录第1章绪论波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
波形发生器毕业设计论文-毕业设计
绪论波形发生器是一种广泛应用于电子电路，自动控制和科学实验等领域的信号源。
比如电参量的测量、雷达、通信、电子对抗与电子系统、宇航和严控遥测技术等等，从某种意义上说高品质信号源更是实现高性能指标的关键，很多现代电子设备和系统的功能都直接依赖于所用信号源的性能，因此，高品质信号源被人们喻为众多电子系统的“心脏”。
随着通信、雷达的不断发展，多信号源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数以及信号波形的形状提出越来越多的要求。
为了提高信号源输出频率稳定度，可以采用晶体振荡器等方法来解决。
为了满足频率个数多的要求，可以采用频率合成技术，即通过对频率进行加减乘除运算，可从一个高稳定度和高精确度的标准频率源，产生大量的具有同一稳定度和精确度的不同频率。
运用DDS技术是设计波形发生器的一种通用手段，DDS不仅可以产生正弦波同时也可以产生任意波，这是其他频率合成方式所不具有的特点，任意波在各个领域有着广泛的应用。
通过DDS这种方法产生任意波是一种简单，低成本的方法，通过增加波形点数可以使输出达到很高的精度，这都是其他方法所无法比拟的。
自80年代以来各国都在研制DDS产品，并广泛应用于各个领域。
其中以AD公司的产品比较有代表性。
如AD7008、AD9850、AD9851、AD9852、AD9858等。
其系统时钟频率从30MHz到300MHz不等，其中的AD9858系统时钟更是达到了lGHz。
这些芯片还具有调制功能。
如AD7008可以产生正交调制信号，而AD9852也可以产生FSK、PSK、线性调频以及幅度调制的信号。
这些芯片集成度高，内部都集成了D/A转换器，精度最高可达12bit。
同时都采用了一些优化设计来提高性能。
如这些芯片中大多采用了流水技术，通过流水技术的使用，提高了相位累加器的工作频率，从而使得DDS芯片的输出频率可以进一步提高。
通过运用流水技术在保证相位累加器工作频率的前提下，相位累加器的字长可以设计得更长，如AD9852的相位累加器达到了48位。
毕业设计187基于模拟电路波形发生器设计
前言波形发生器是一种常用的信号源，广泛用于设计和测试、汽车制造、工业、生物医药、传感器仿真、制造模型实验等。
传统的信号发生器采用模拟电路技术，由分立元件构成振荡电路和整形电路，产生各种波形。
它在电子信息、通信、工业等领域曾发挥了很大的作用。
但是采用这种技术的波形发生器电路结构复杂、体积庞大、稳定度和准确度较差，而且仅能产生正弦波、方波、三角波等几种简单波形，难以产生较为复杂的波形信号。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器分辨率较低，频率切换速度较慢。
本设计拟订开发基于Matlab和EDA技术的波形发生器，它用高速存储器做查询表，通过数字形式存入的波形，再通过高速D/A转换器对存储器的波形进行合成。
只要改变FPGA中查找表数据就可以产生任意波形，因而具有相当大的灵活性。
随着我国四个现代化和经济发展，我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步，同时这也对相应的测试仪器和测试手段提出了更高的要求，而波形发生器已成为测试仪器中至关重要的一类，因此在国内发展波形发生器具有重大意义和实际价值。
例如，它能模拟编码雷达信号、潜水艇特征信号、磁盘数据信号、机械振动瞬变过程、电视信号以及神经脉冲之类的波形，也能重演由数字示波器(DSO)捕获的波形等。
本课题的研究由我及李慧同学共同完成，本人主要利用FPGA产生波形进行仿真与测试，波形数据由来在李慧同学努力下实现的。
由于我的能力和水平有限，论文中肯定会有不妥之处和错误，恳请老师和同学提出批评和改进意见。
第1章 波形发生器方案设计第1.1节 基于模拟电路波形发生器设计方案正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正弦波信号，输出单一频率的正弦波，是应用最广泛的振荡器。
波形发生器的设计
波形发生器设计报告一、设计任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。
二、设计要求1. 基本要求具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。
用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。
具有波形存储功能。
输出波形的频率为100Hz～20KHz（非正弦波频率按10次谐波计算）：重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。
具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
2.发挥部分输出波形频率范围扩展至100Hz～200KHz。
用键盘或其他输入装置产生任意波形。
增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电压变化范围：100Ω～∞）。
具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生一个半周期三角波输出）。
其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展＞200KHz、扫频输出等功能）。
三、方案设计和论证：根据题目的要求，我们一共提出了三种设计方案，分别介绍如下：1、方案一采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率受控可变的正弦波，可实现数控频率调整。
通过D/A和5G353进行输出信号幅度的控制。
输出信号的频率、幅度参数由4x4位键盘输入，结果输出采用6位LED显示，用户设置信息的存储由24C01完成。
2、方案二行N分频，输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路，其中正弦波采用查表方式产生。
计数器的输出作为地址信号，并将存储器2817的波形数据读出，送DAC0832进行D/A 转换，输出各种电压波形，并经过组合，可以得到各种波形。
输出信号的幅度由0852进行调节。
系统显示界面采用16字x1行液晶，信号参数由4x4位键盘输入，用户设置信息的存储由24C01完成。
数字信号发生器大学本科方案设计书
毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的数字信号发生器设计电气工程学院基于 AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于 AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用 AT89S51作为系统的控制核心，外围电路采用数字 / 模拟转换电路（ DAC0832），运放电路（M C1458），按键， ISP 接口等。
通过按键控制切换产生正弦波，锯齿波，三角波，方波，各类型信号的频率统一为 100HZ，而幅值在 -5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单，性能较好，具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机, 波形发生器，D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【A BSTRACT 】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display . The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【 KEY WORDS 】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论91.92.9第一章系统设计101.112.113.11第二章硬件电路的设计121. AT89S51122.153.154.175. ISP23第三章软件设计241.252.253.264.275.28第四章测试仿真291.292.303.31第五章其它311.312.32附录32Protel32 PCB33 Proteus343543绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备，传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建，如应用555 振荡电路可以产生正弦波，三角波，方波等波形，传统的波形发生器多采用这种方式设计，这种方式不应用单片机，但是这种方式存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点，在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟震动等领域往往需要低频信号源，而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果，而且低频信号源所需要的RC很大，大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度也难以保证，而且体积大，漏电，体积大是该类波形发生器的显著缺点。
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为本文的研究做出了重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本声明的法律结果由本人承担。
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+5V +5VQ2PNPQ3PNPQ4PNPP37P36P35P34P20P22P24P26P27P21P23P25P00P01P02P03P04P05P06P07+5V A 1K2D4DIODE C3104112233445566778899D2RP1122C610u+5V+5VP23A 11B 7C 4D 2E 1F 10G 5DP 312986D1LED432184U3ANE5532567U3BNE55323.工程文件源代码：#include<reg51.h> //包含常用头文件#include<stdio.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char //定义常用数据类型void scan_key(void);void treat_with_key(void);void fun0(void);void fun1(void);void fun2(void);void delay(int t);void unit(void);void give_led_data(void);char data seg[3]={0x7F,0xBF,0xDF};char data dis[10]={0x05,0xf5,0x13,0x51,0xe1,0x49,0x09,0xd5,0x01,0x41};// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 unsigned char code sine_data[128]={0x80,0x86,0x8D,0x93,0x99,0x9F,0xA5,0xAB,0xB1,0xB7,0xBC,0xC2,0xC7,0xCC,0xD1,0xD6,0xDA,0xDF,0xE3,0xE7,0xEA,0xEE,0xF1,0xF4,0xF6,0xF8,0xFA,0xFC,0xFD,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xFD,0xFB,0xF9,0xF7,0xF5,0xF2,0xEF,0xEC,0xE9,0xE5,0xE1,0xDD,0xD8,0xD4,0xCF,0xCA,0xC5,0xBF,0xBA,0xB4,0xAE,0xA8,0xA2,0x9C,0x96,0x90,0x89,0x83,0x80,0x79,0x72,0x6C,0x66,0x60,0x5A,0x55,0x4E,0x48,0x43,0x3D,0x38,0x33,0x2E,0x29,0x25,0x20,0x1C,0x18,0x15,0x11,0x0E,0x0B,0x09,0x07,0x05,0x03,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x04,0x06,0x08,0x0A,0x0D,0x10,0x13,0x16,0x1A,0x1E,0x22,0x27,0x2B,0x30,0x35,0x3A,0x40,0x45,0x4C,0x51,0x57,0x5D,0x63,0x69,0x6F,0x76,0x7C, };ucharkey=0,wave_way=0,add_dec=1,j,n=0,m=0,k=0,l=0,led_data0,led_data1,led_data2 ;int i=0;main(){unit();give_led_data();while(1){scan_key();if(key!=0){treat_with_key();}}}/**********************************************/void unit(void){IP=0xc2;ET0=0;TR0=0;ET1=0;TR1=0;TH0=0x7d;TL0=0x7d;TH1=0xdc;TL1=0xd8;TMOD=0x12;TR0=1;ET0=1;TR1=1;ET1=1;EA=1;}/**********************************************/void give_led_data(void){if(wave_way==0){switch(add_dec){case 1:{led_data0=dis[0];led_data1=dis[0];led_data2=dis[8];break;}case 2:{led_data0=dis[0];led_data1=dis[0];led_data2=dis[4];break;}case 3:{led_data0=dis[0];led_data1=dis[7];led_data2=dis[2];break;}case 4:{led_data0=dis[0];led_data1=dis[0];led_data2=dis[2];break;}default:{break;}}}if(wave_way==1){switch(add_dec){case 1:{led_data0=dis[0];led_data1=dis[6];led_data2=dis[1];break;}case 2:{led_data0=dis[3];led_data1=dis[8];led_data2=0xff;break;}case 3:{led_data0=dis[7];led_data1=dis[5];led_data2=0xff;break;}case 4:{led_data0=dis[2];led_data1=dis[4];led_data2=0xff;break;}default:{break;}}}if(wave_way==2){switch(add_dec){case 1:{led_data0=dis[1];led_data1=dis[7];led_data2=0xff;break;}case 2:{led_data0=dis[7];led_data1=dis[3];led_data2=0xff;break;}case 3:{led_data0=dis[5];led_data1=dis[2];led_data2=0xff;break;}case 4:{led_data0=dis[8];led_data1=dis[1];led_data2=0xff;break;}default:{break;}}}}/**********************************************/void scan_key(void){key=(~P1)&0x07;if(key!=0){delay(150);key=0;if(((~P1)&0x07)!=0)//while(((~P1)&0x07)!=0)//用while(((~P0)&0x0f)!=0)则每按一下键弹起后加一，而用if(((~P0)&0x0f)!=0)则按下键后就自加key=(~P1)&0x07;}}/**********************************************//***************ms延时函数**********************/void delay(int t){int i,j;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<120;j++);}/**********************************************//**********************************************/ void treat_with_key(void){switch(key){case 1:{fun0();give_led_data();break;}case 2:{fun1();give_led_data();l=add_dec;break;}case 4:{fun2();give_led_data();l=add_dec;break;} default:{break;}}}/**********************************************/ /**********************************************/ void fun0(void){wave_way++;if(wave_way==3){wave_way=0;}}/**********************************************/ void fun1(void){add_dec++;if(add_dec==5){add_dec=1;}}/**********************************************/ void fun2(void){add_dec--;if(add_dec==0){add_dec=5;}}/**********************************************/ /**********************************************/ void timer1(void) interrupt 1{if(wave_way==0)ET0=0;TR0=0;TH0=0x00;TL0=0x00;TMOD=0x12;TR0=1;m++;if(m==2*add_dec){P0=0x00;}if(m==4*add_dec){m=0;P0=0xff;}ET0=1;EA=1;}if(wave_way==1){ET0=0;TR0=0;TH0=0x13;TL0=0x13;TMOD=0x12;TR0=1;k++;if(k<=10*add_dec){j=j+4;P0=j;}if(k>=10*add_dec){j=j-4;P0=j;}if(k==20*add_dec){P0=0x00;j=0;k=0;} ET0=1;EA=1;}if(wave_way==2)ET0=0;TR0=0;TH0=0xc8;TL0=0xc8;TMOD=0x12;TR0=1;l--;if(l==0){P0=sine_data[i];i++;l=add_dec;if(i==128){i=0;}}ET0=1;EA=1;}}/**********************************************/ void timer3(void) interrupt 3{ET1=0;TR1=0;TH1=0xdc;TL1=0xd8;TMOD=0x12;TR1=1;n++;switch(n){case 1:{P3=seg[0];P2=led_data0;break;}case 2:{P3=seg[1];P2=led_data1;break;}case 3:{P3=seg[2];P2=led_data2;n=0;break;}default:{break;}}ET1=1;EA=1;}/******************************************/4、成品介绍：（1）功能说明：本成品可以实现的功能A.通过切换按键来实现波形切换；B.加减按键来调波形输出频率；C.利用数码管显示工作频率功能；D.可实现正弦波、三角波、方波形信号输出。
基于multisim的波形发生器设计_毕业论文
毕业设计（论文）题目：基于Multisim的波形发生器设计电气信息工程系院系：电气自动化专业：一班班级：姓名：2006063011学号：王现彬指导教师：2009年5月22日石家庄学院毕业论文基于Multisim的波形发生器设计【摘要】在Multisim软件环境下,以波形发生器为例,本文介绍了一种针对单片微机仪表的设计手段,这种设计手段采用的Multisim软件可以把原理图绘制、程序编制,实验仿真和印刷电路板图的生成集成在一个设计环境中,不但可以做到边设计边实验,修改调试方便,而且实验采用的是虚拟元器件和测量仪器,实验成本低,实验速度快。
按此设计手段,本文设计了波形发生器硬件电路,编制了产生三角波和正弦波的程序,仿真运行的结果达到了设计预期要求。
通过该例说明,采用Multisim 软件设计单片微机仪表的手段是方便有效的。
【关键词】单片微机; Multisim软件; 波形发生器; 设计与仿真基于Multisim的波形发生器设计【Abstract】Based on Multisim, the paper takes signal generator for example to introduce a method of designing instrument with SCM. Multisim software can integrate some design tools into one single environment, such as plotting, programming, experimentation simulating and circuit board drawing. In the design environment of Multisim,it is convenient to experiment while designing, and easy to modify and debug. Moreover, it costs less as using virtual components and apparatus, but works faster. Based on this, a signal generator is designed. It can produce trigonal wave and sine wave. This example shows it is applicable to design instrument with SCM by Multisim.【Key Words】SCM; Multisim; signal generator; design and simulation石家庄学院毕业论文目录1 引言 (4)2 Multisim软件的介绍 (4)2.1 Multisim的概叙 (4)2.2 Multisim的主要功能及特点 (5)2.3 Multisim软件应用的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53硬件电路设计 (6)3.1电路图的建立 (6)3.2应用数学公式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.3电路图的分析 (7)4软件设计和仿真结果 (7)4.1进入源程序界面的过程 (7)4.2三角波电压输出程序 (7)4.3正弦波电压输出程序 (8)结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)基于Multisim的波形发生器设计1引言Multisim是一种全功能电子电路仿真软件，它可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路以及部分微机接口电路进行仿真，能克服实验室条件下对传统电子设计工作的限制。
波形发生器的电路设计
摘要根据现代电子系统对信号源的频率稳定度、准确度及分辨率越来越高的要求，也是为了能过方便的产生波形平滑、频率稳定的任意波形，本文提供了一种任意波形发生器的设计方案。
从而结合直接数字式频率合成器（DDS）的优点，利用FPGA芯片的可编程性和实现方案易改动的特点，提出一种基于FPGA和DDS技术的任意波形发生器设计方案。
采用VHDL（运用自顶向下设计思想设计多功能数字波形发生器的问题）和原理图输入方式，在Quartus II平台下实现该设计的综合、仿真。
通过实验可以看出，采用该方法设计的任意波形发生器输出的波形与传统的波形发生器相比，具有波形平滑、无毛刺、波形稳定度高、频率稳定度和分辨率高等众多优点。
而且该波形发生器电路简单，程控方便，产生的波形具有相噪好、频率步进低、输出电平分辨率小和相位可调等优点。
关键词波形发生器；现场可编程门阵列；直接数字频率合成AbstratAccording to modern electronic systems for signal source frequency stability, accuracy and resolution of increasingly high demands, also have a wave in order to facilitate smooth any waveform, frequency stability, this article provides you with an arbitrary waveform generator design. Combination of direct digital frequency synthesizer (DDS) the advantages of using programmable FPGA chip and solution features easy changes, proposed a design based on FPGA and arbitrary waveform generator based on DDS technology programmer. VHDL (using top-down design problems of the design of multifunction digital waveform generator) and schematic capture, Quartus II implements the integrated design, simulation platform. Through experiments, we can see, using the method output waveforms of arbitrary waveform generator and the design of tradition than waveform generator, smooth, glitch-free, with waveform wave high stability, and high frequency stability and resolution of many benefits. And the waveform generator circuit is simple, easy to program, the resulting wave with phase noise, low step frequency, output level resolution and phase adjustment and other benefits.Keywordswaveform generator; field programmable gate arrays; direct digital frequency synthesis目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2目的意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1外研究现状 ........................................................................... 错误！未定义书签。
基于AD9834的波形发生器的设计_毕业设计
苏州大学本科生毕业设计（论文）毕业设计论文基于AD9834的波形发生器的设计目录前言 (2)第1章绪论 (3)第1.1节研究的背景和意义 (3)第1.2节波形发生器的发展状况 (3)第2章系统方案设计 (5)第2.1节单片机主控模块 (5)第2.2节液晶模块 (9)第2.3节 DDS模块 (11)第3章硬件电路的设计 (15)第3.1节单片机主控电路及液晶显示电路 (15)第3.2节 AD9834电路设计 (15)第3.3节按键电路 (16)第3.4节增益可控电路 (17)第4章系统软件设计 (18)第4.1节 Keil软件的介绍 (18)第4.2节系统软件的整体设计 (18)第4.3节程序设计原理 (19)第4.4节信号产生的程序 (20)第5章系统调试 (22)第5.1节硬件调试 (22)第5.2节软件调试 (22)第5.3节调试结果 (22)结论 (26)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录1：实物照片说明 (30)附录2：系统原理图 (31)附录3：部分源程序 (32)基于AD9834的波形发生器的设计【摘要】：本设计核心问题是设计信号发生器，使之输出不同频率的正弦波、三角波和方波，并通过按键切换输出的波形，也可以改变频率和输出的幅度。
本方案选择了AD9834作为核心芯片，并与单片机STC89C52结合，设计一款简易的高精度频率信号发生器，具有体积小功耗低等优点。
AD9834是ADI公司生产的一款采用DDS技术、低功耗、可编程波形发生器。
本文介绍了用AD9834设计信号发生器的基本框架，详细阐述了该芯片的基本性能和使用方法，分析了它与单片机结合产生波形的具体措施。
并且对DDS这一技术做了比较详细的分析，也展望它的发展前景。
此外，本文还介绍了单片机STC89C52，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，并且也详细地阐述了单片机的内部结构、各个引脚的说明以及此芯片的特点。
数字化波形发生器的设计-毕业设计
数字化波形发生器的设计学生：XX 指导老师：XX内容摘要：介绍一种数字化波形发生器的设计。
采用MAX038函数发生器芯片，在单片机的控制下输出正弦波、三角波、矩形波，频率、占空比可通过12位4路输出的数模转换器MAX526进行数控调节。
波形的频率和幅值采用LCD显示。
8选1多路模拟开关AD7501在单片机的控制下实现频段的选择。
MAX038输出的幅值电压放大后送入数字衰减器AT-280进行衰减，以调整放大后的输出幅度。
关键词：数控波形发生器 MAX038 MAX526 LCD模块The design of a digital waveform generatorAbstract:Introduces a design of digital waveform generator. Using MAX038 function generator chip, the microcontroller under the control of a sine wave, triangle wave output, rectangle wave, frequency, and occupies emptiescompared to a 4 way through 12 of the output MAX526 digital-to-analog converters for numerical control regulation. The wave frequency and amplitude are the LCD display. 8 choose more than one way AD7501 analog switch in under the control of the single chip microcomputer realize frequency band choice. MAX038 amplitude voltage amplifier output after into digital decay AT-280 attenuation, adjusting to enlarge the output amplitude.Keywords:Digital waveform generator MAX038 MAX526 LCD modul目录前言 (1)1 数字化波形发生器 (1)1.1 数字化波形发生器的特点 (1)1.2 函数信号发生器的实现方法 (1)1.3 MAX038的概述 (2)1.3.1 MAX038的主要参数 (2)2 数控波形发生器的结构组成及工作原理 (4)2.1 数控波形发生器的结构组成 (4)2.2 数控波形发生器的工作原理 (4)2.3 4路12位电压输出型D/A转换器MAX526的应用 (5)2.4 频率和占空比的数控调节原理 (6)2.5 输出幅值的数控调节 (7)3 数控函数发生器频率与幅值的LCD显示及频段选择 (8)3.1 内置SED1520的MGLS-12032图形液晶模块的应用 (8)3.2 液晶模块与单片机的接口方式 (8)4 结束语 (9)参考文献 (9)数字化波形发生器的设计前言波形发生器作为常用的信号源，被广泛应用于调试,自动控制系统和教学实验等领域。
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数字波形发生器的设计摘要波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
本函数发生器采用89C52单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和液晶显示电路等。
电路采用89C52单片机与一片DAC0832数模转换器组成低频信号发生器。
通过按键控制可分别控制选择输出的幅值和频率，同时用1602显示器显示幅值和频率.本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。
关键词AT89C52 DACO832 波形发生器1 序言波形发生器是一种常用的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源。
由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察。
测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。
信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最为广泛的一类电子仪器。
它可以产生多种波形信号，如锯齿波、三角波、梯形波等，因而广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域[3]。
自单片机广泛应用以来，各种器件日益智能化，而智能的实现需要各种信号。
可以预见，波形发生器已成为重要的产品，发展前景十分看好。
市场上精度高的波形发生器十分昂贵，结构复杂，如何降低成本普及产品是目前波形发生器的重要课题。
2. 系统总体设计思路概述数字波形发生器的方案论证总体方案设计方案一：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。
此方案可满足题目的要求，产生波形程序控制，并通过按键选择幅值电压和频率，并在LCD1602液晶屏中显示相应幅值电压和选择的频率，按键选择频率、幅值、波形。
优点是结构简单，满足此次设计条件，,实际发现此方案的优点是电路原实现比较容易，缺点是程序较长,单片机速度低不能持续调节频率和幅值。
方案二：由晶体管，运放IC 通用器件组成，用8038函数发生器件功能少产生波形。
缺点是精度不高，频率上限较低，缺点是频率和占空比不能独立调节，相互影响[1]。
方案三：运用模拟电路输出波形，通过单片机控制输出，但实际上设计条件要求很高，结构复杂，不具可行性[1]。
综上,方案一较符合实际条件,具有可操作性。
功能与基本原理设计要求：产生数字可控信号，要求波形、频率和幅值可调，范围尽可能大。
根据题目要求，经过仔细考虑各种因素，制定整体设计方案：本次设计波形的产生采用单片机实现，在89C52的P2口接4个按钮，通过软件编程来选择幅值、电压和频率，一个总的控制按键，一个按键控制幅值电压，一个控制频率，一个控制波形的选择。
在LCD1602上实时显示频率和幅值。
波形的产生是通过STC89C52执行波形发生程序，产生波形的数字编码，向数模转换芯片DAC0832输入波形的数字编码，从而在DAC0832输出端得到相应的电流波形，再通过电路得到电压波形。
本系统的总体框图如图所示：图2-13 硬件系统设计总的硬件电路由单片机、波形转换（D/A）电路、显示接口电路、键盘接口电路等部分组成。
下面对各部分分别介绍。
89C单片机模块STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本[2]。
模块功能：通过运行程序产生符合要求的数字编码。
本次设计采用的是内部时钟方式，晶振的振荡频率12MHz，机器周期为1us。
实际可用到部分包扩时钟电路、复位电路如图3.1.1所示采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺制造，其外部引脚排列如图3.1.1所示。
图3.1.1.89C52单片机引脚图应用引脚功能如下：P0口与DAC0832的D0-D7数据输入端相连，P1口接入液晶显示器LCD1602。
P2口用来连接切换按钮VCC接＋5V电源正端，GND接电源地端。
.波形转换（D/A）电路模块模块功能：单片机向0832发送输出波形的数字编码，产生不同的输出。
将波形样值的编码转换成模拟值，完成波形输出。
单片机向0832 发送数字编码，产生不同的输出。
DAC0832完成8为电流D/A转换，向 LM324输入电流信号，运算放大器LM324将电流信号转换成电压信号，输出电压模拟信号。
两个15k电阻并联的阻值与的电阻阻值相等，电压输出值与DAC0832电流输出值相等。
即V(out)=I(out).波形转换（D/A）电路图如下3.2.1所示：3.2.1波形转换（D/A）电路图3.2.1.DAC0832芯片DAC0832完成8为电流D/A转换，输出为电流模拟信号，0x7f，0x90，0xa1 0xb2，0xc3，0xd4，0xe5分别对应D/A输出的0V，2V,4V,6V,8V,10V,12V[3]。
DAC0832芯片应用引脚功能如下DI0～DI7：数据输入线，接入89C52P1口。
IOUT1、IOUT2 ：电流输出引脚，将转换的信号接入LM324。
/WR1：输入寄存器的写选通信号。
ILE ：数据允许锁存信号，高电平有效；/XFER: 数据传送信号，低电平有效。
/WR2为DAC寄存器的写选通信号。
VREF ：基准电源输入引脚。
RFB ：反馈信号输入引脚，反馈电阻在芯片内部。
VCC：电源输入引脚。
AGND：模拟信号地DGND：数字地。
3.2.2. LM324芯片LM324为四运放集成电路，可用正电源3～30V，或正负双电源±～±15V工作[4]。
LM324引脚排列见图3.2.1.1。
3.2.1.1LM324引脚.显示接口电路模块由LCD1602液晶显示器和三个按钮组成。
当第一个按键按下一次后，程序开始扫描，再由第二个按键控制显示幅值，第三个按键控制显示频率。
有单片机的P0口和P2口将数字信号发送到LCD1602。
LCD1602是专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，它的外接电压也是5V．扫描利用软件程序实现，其与单片机的连接如图3.3.1所示[2]。
模块功能：驱动LCD1602液晶显示频率，显示幅值。
3.3.1.LCD1602引脚1602引脚功能：LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口如下所示。
VS:电源地VDD:电源正极。
VL:液晶显示偏压。
RS:数据/命令选择。
R/W:读/写选择。
E:使能信号。
D0:数据。
. 按键模块本设计中有四个按键，分别为总控制按键、频率转换按键、幅值转换按键、波形选择按键。
其与单片机的连接如图所示。
4.系统软件设计.显示子程序频率显示：建立频率要显示的数组6行，复位后1602显示数组第0行，keytemp=0，Key1按一次， keytemp+1，1602显示数组第keytemp+1行幅值显示：建立幅值7行，Key2按一次，keytemp2+1，1602显示keytemp2*2（+-0—12v ）。
流程图如下：.波形选择子程序建立方波、三角波、正弦波的数组：初始p=0，p=1、2、3;Key3按下一次,p+1，P=1，选择方波,P=2,选择三角波，P=3，选择正弦波流程图如下：.频率调节子程序Key1按一次， keytemp+1 ，keytemp对应不同freq值，延时freq次查表输出一个值，得到不同频率的波形流程图如下：.幅度调节子程序每个波形建立7个数组，对应各种不同幅值的波形，Key2按一次， keytemp2+1，每个keytemp2值对应一个特定幅值波形，keytemp2=0、1、2、3、4、5、6。
流程图如下：. 总控制子程序key3键按下，开启主程序，执行计数器计数，开启液晶LM1602程序 流程图如下：.主程序控制子程序，使软件能产生不同型号的波形。
流程图如下：有变化6.调试与测试结果. 硬件调试整个硬件调试过程基本顺利，由于采用了分单元模块制作，各单元电路工作稳定，给调试工作带来很大的方便。
各单元调试通过以后，进行整机调试，调试结果显示，整个系统能够正常工作。
. 软件调试由于对51系列单片机编程不是很熟悉，在对波形频率上没能成功,没有得到预期的结果。
调试结果液晶显示结果图方波波形图频率：f=1000/freq，freq可设置，freq与频率无线性关系，f不能持续可调。
附录实验结果与实际要求对比1. 多波形中其他波形不好控制,无法得到频率幅度持续变化2. 具有输出频率设定与显示功能，显示位数为9位；输出波形的占空比应在47%～53%之间；输出幅度为0～12V，分级可调，且能显示波形，幅度，幅度与频率显示交替进行；这三点要求均基本达到。
3．设计和调试遇到的主要问题设计时的主要问题是软件方案上，涉及到51单片机编程，对单片机不熟悉，所以编程时很迷茫，这一大模块设计不是很好。
参考文献1[1] 戚作钧.无线电技术基础[M].第一版．北京：人民教育出版社，1959：165-1831[2]余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社,20001[3]雷丽文等.微机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社,19971[4] 戚作钧.无线电技术基础[M].第一版．北京：人民教育出版社，1959：165-1831[5]冯建华,赵亮.单片机应用系统设计与产品开发[M].北京：人民邮电出版社,2004[6]电子制作..北京:电子制作编辑部, 2006,8:67-68.[7] 郑阿奇．计算机网络原理与应用[M]．第一版．北京：电子工业出版社，2003：34-45[7]Donald A. Neaman. Electronic Circuit Analysis and Design,Second Edition [M].北京清华大学出版社,2000致谢我所设计的数字波形发生器的设计在指导老师帮助下成功结束了，指导老师杨俊锋老师给了我悉心的指导，也给我的设计提出了宝贵的意见和建议。