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8脚上的分压电路用来调节8脚的输入电阻，这样可以对输出信号进行微调。通过对RV4、RV5、RV6的调节，可以在当SW1处于不同档位的时候得到任意的频率，首先对输出频率的连续可调。
3、数据显示电路设计
对于正弦波、方波和三角波的显示用一个示波器显示出来。
正弦波的幅值，可以用一个LCD1602显示出来。首先，把方波信号用ADC0832进行模数转换，得到一个单片机89C52可以识别的数字信号，再由单片机计算、转换输出到LCD1602中显示出来。
[4] 输出信号幅度范围：0∽20V；
[5] 信号源输出阻抗：≤1Ω；
[6] 应具有输出过载保护功能；
[7] 具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能
四、基本设计思路
本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。由于外接电容C的充、放电电流由两个电流源控制，所以电容C两端电压UC的变化与时间成线形关系，从而可以获得理想的三角波输出。8038电路中含有正弦波变换器，故可以直接将三角波变成正弦波输出。另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。该方案的特点是十分明显的：
正弦波变换器的原理电路如图所示。它是利用折线近似的原理进行变换的。用了八段折线由R15~R23组成电阻分压链来提供波形变换时的电压转折点（工作点），由十六个三极管组成八对PNP—NPN复合管射极跟随器进行三角波—正弦波的转换。八对复合管的直流偏置相对三角波的直流电平时对称分布的。这样当三角波为上升段变化时，三极管T9、T11、T13、T15因反偏而截止，T1、T3、T5、T7则随三角波的上升而逐渐导通，并使三角波在峰值附近进行衰减，变换成正弦波的正版周。同样在三角波下降变化时，T1、T3、T5、T7反偏截止，而T9、T11、T13、T15逐渐导通，形成正弦波的负半周。在三角波一个周期内变化时，经过电路已变换为正弦波。
voidLCD_Write(bit style,unsigned char input);
voidLCD_Initial();
#define LCD_SHOW 0x04
#define LCD_HIDE 0x00
#define LCD_CURSOR 0x02
#define LCD_NO_CURSOR 0x00
首先恒流源I2对电容C充电，当充电至Vc=2/3Vcc时，比较器A1输出高电平，使RS触发器置1状态，Q=1。则电子开关S闭合，C上的电荷经恒流源I2进行放电，设计时要求恒流源I2=2I1。当放电至1/3Vcc时，比较器A2输出高电平，使触发器置0态，Q=0，则开关S断开，放电截止，I1对C重新充电。这样在电容C上产生线性三角波，经缓冲器后由③脚输出。RS触发器 端的输出信号（即控制开关S的脉冲）本身就是方波脉冲，由9脚输出。由电阻与三极管组成的折线逼近转换网络——正弦波变换器，可以实现较宽频率范围内的三角波导正弦波的变换，由2脚输出正弦波。
方案二：由于有频率计，我们可以直接使用一个频率计来显示信号的频率。
对比方案一和方案二，方案二的可行性较高，因为单片机的晶振频率为12MHZ，则我们可以算出单片机的一个机器周期为1μs，而我们的函数信号发生器的最高频率可以达到100kHZ。当函数信号发生器产生了100kHZ的信号时，单片机就不能保证准确无误的记录1s内方波信号的电位变化次数，容易产生误差，而且频率计更容易实现。因此，最终选择了方案二来显示信号的频率。
两个电压比较器，两个缓冲器，正弦波变换器，模拟开关，RS触发器。在构成
函数波形发生器时，应将第7,8两脚短接。其工作原理如下：利用恒流源对外接电容进行充放电，产生三角波(或锯齿波)，经缓冲器I从第3脚输出，由触发器获得的方波（或锯形波），经缓冲器Ⅱ从第九脚输出。再利用正弦波变换器将三角波变换成正弦波，从第2脚输出。改变电容器的充放电时间，可实现三角波与锯齿波方波与矩形波的互相转换。
⑴线性良好、稳定性好；
⑵频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；
⑶不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；
⑷三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
五、基本原理
ICL8038芯片简介
1、性能特点
具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；正弦波输出具有低于1％的失真度；三角波输出具有0．1％高线性度；具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽，2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围，从TTL电平至28V；易于使用，只需要很少的外部条件。
在对频率进行调节时，要先把SW1打到相应的档位上去，然后再对8脚上的电压进行调节，也可以先保持一个不变调节另一个的方法，直到调出特定的频率。
图为函数信号发生器的电路原理图。
七、程序支持
//LCD1602头文件
#ifndef _LCD1602_H_
#define _LCD1602_H_
#include <reg52.h>
由于ICL8038单片函数发生器有两种工作方式，即输出函数信号的频率调节电压可以由内部供给，也可以由外部供给。由于第7脚频率调节电压偏置一定，所以函数信号的频率和占空比由R3、R4和10脚上的电容决定，其频率为F，周期T，t1为振荡电容充电时间，t2为放电时间。
T＝t1＋t2f＝1／T
由于三角函数信号在电容充电时，电容电压上升到比较器规定输入电压的1／3倍，分得的时间为
电子电路课程设计说明书
设计题目：函数信号发生器
课程代码：8207251
专业及班级：自动化一班
********
学号：31*************
********
一、设计题目
函数信号发生器
二、设计内容
设计一个能产生正弦波、矩形波（方波）和三角波（锯齿波）的函数发生器
三、功能要求
设计并制作一个函数信号发生器，其要求如下：
4、正弦信号失真度的调节电路设计
正弦信号失真度的调节是通过对连在1脚、12脚上的滑动变阻器阻值的改变来调节正弦信号的失真度的，在调节时，应该先保持与各滑动变阻器的值不变，改变另一个滑动变阻器，观察正弦波的变化情况，当调节到最佳时，就可以去调节另一个了。最后就可以调出最佳的正弦波信号。
5、频率调节电路的设计
如图为ICL8038的管脚排列图，工作频率0.001HZ~300KHZ，电源电压Vcc=30V，输出三角波线性度≤0.1%，输出电压4.2V-28V，输出正弦波失真度≤1%，占空系数在1-99%内可调。4脚、5脚可外接电阻来调节恒流源的I2与I1比值，以改变输出脉冲占空比。如果输出方波则R取值为10K即可，也可以外接一个电位器来调节占空比。7脚、8脚用来通过外加电压控制振荡频率，即改变8脚电阻就可以改变电容C的充放电电流，达到改变输出频率的目的。1脚、12脚通过接入两个微调网络可以调节正弦波的失真度。
对于信号的频率显示可以用两种方案：
方案一：由于已经使用了单片机来显示方波信号的幅值，我们也同时可以用单片机来检测方波信号的频率。在设计单片机测频程序是我们可以用单片机的两个定时器/计数器来实现，定时器0来定时1s，计数器1来记录方波信号点位改变的次数，当定时器0引起中断时，停止计数器1对方波信号电位改变次数的计数，同时用单片机把这个时间段内计数器1所记录的书保存下来，并送到LCD1602中显示出来。
#endif
//ADC0832驱动程序
#ifndef _adc0832_H_
#define _adc0832_H_
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsignedint
sbit ADCS=P3^3;
[1] 信号频率范围：1Hz∽100kHz；
[2] 频率控制方式：
① 手控 通过改变RC参数实现；
② 键控 通过改变控制电压实现；
③ 为能方便地实现频率调节，建议将频率分档；
[3] 输出波形要求
① 方波 上升沿和下降沿时间不得超过200nS，占空比在48%∽50%之间；
② 非线性误差≤2%；
③ 正弦波 谐波失真度≤2%；
sbit ADDI=P3^7;
sbit ADDO=P3^7;
sbit ADCLK=P3^6;
uchar adc0832(uchar channel)
六、电路设计
图为由ICL8038构成的多波形发生器。由于ICL8038是集成的芯片，只需要在ICL8038的芯片外加上一些电阻、电容就可以实现一个函数信号发生器
1、信号发生电路设计
单片函数发生器ICL80387可以同时输出方波、三角波及正弦波，在使用的时候只需要外接少量的电阻、电容元件即可。R3、R4为方波输出占空比调节电阻，阻值为5kΩ，RV1用来对R1、R2阻值进行微调；RV4、RV5、RV6以及R9组成分压网络，可以改变输出的频率；C1、C2、C3、C4、C5为外接定时电容，改变开关SW1的位置，可以获得五个频率段的输出信号；为了减小正弦波的失真度，在ICL8038外又采用了两套微调网络RV3和RV2，分别调节1脚和12脚的电位，以调节正弦波的失真度。
2、ICL8038的应用
ICL8038是精密波形产生与压控振荡器，其基本特性为：可同时产生和输出正弦波、三角波、锯齿波、方波与脉冲波等波形。
（1）ICL8038电源电压范围宽，采用单电源供电时，V+-GND的电压范围+10-+30V；采用双电源供电时，V+-V-的电压可在±5-±15V内选取。电源电流约15mA。
t1=CV/I=(C+1/3•Vcc•R A)/(1/5•Vcc)=5/3RA•C
在电容放电时，电压降到比较器输入电压的1／3时，分得的时间为
t2＝CV／I＝(C＋1/3•VCC)/(2/5•VCCRB－1/5•VCC/RA)＝(3/5•RA＊RB•C)/(2RA－RB)
f＝1／（t1＋t2）＝3／｛5RAC［1＋RB／（2RA－R）］｝
（5）外围电路非常简单，易于制作。通过调节外部阻容元件值，即可改变振荡频率，产生高质量的中、低频正弦波，矩形波（或方波，窄脉冲）,三角波（或锯齿波）等函数波形，其应用领域比普通单一波形的信号发生器更为广阔。此外8038还能实现FM调制，扫描输出
3、ICL8038原理简介
ICL8038采用DIP－14封装，管脚如下图所示。芯片内部包括两个恒流源,
#include"lcd1602.h"
#define key_port P1
unsigned char key_down(void);
unsigned char key_code(void);
sbitLcdRs =P2^0;
sbitLcdRw =P2^1;
sbitLcdEn =P2^2;
sfrDBPort =0x80;
如果R3＝R4，就可以获得占空比为50％的方波信号。其频率f＝3／（10RAC）。
2、频率调节电路设计
当R3=R4=5kΩ时，根据公式f＝3/（10RAC）可以算出在1HZ~10HZ、10HZ~100HZ、100HZ~1kHZ、1kHZ~10kHZ、10kHZ~100kHZ这几个频率段时对应的10脚上的电容值。பைடு நூலகம்
#define LCD_FLASH 0x01
#define LCD_NO_FLASH 0x00
voidLCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode);
voidGotoXY(unsigned char X,unsigned char Y);
void Print (unsigned char *str);
（2）振荡频率范围宽，频率稳定性好。频率范围是0.001Hz-300kHz，频率温漂仅50ppm/℃(1ppm=10-6)。
（3）输出波形的失真小。正弦波失真度＜5%，经过仔细调整后，失真度还可降低到0.5%。三角波的线性度高达0.1%。
（4）矩形波占空比的调节范围很宽，D=1%-99%，由此可获得窄脉冲、宽脉冲或方波。
3、数据显示电路设计
对于正弦波、方波和三角波的显示用一个示波器显示出来。
正弦波的幅值，可以用一个LCD1602显示出来。首先，把方波信号用ADC0832进行模数转换，得到一个单片机89C52可以识别的数字信号，再由单片机计算、转换输出到LCD1602中显示出来。
[4] 输出信号幅度范围：0∽20V；
[5] 信号源输出阻抗：≤1Ω；
[6] 应具有输出过载保护功能；
[7] 具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能
四、基本设计思路
本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。由于外接电容C的充、放电电流由两个电流源控制，所以电容C两端电压UC的变化与时间成线形关系，从而可以获得理想的三角波输出。8038电路中含有正弦波变换器，故可以直接将三角波变成正弦波输出。另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。该方案的特点是十分明显的：
正弦波变换器的原理电路如图所示。它是利用折线近似的原理进行变换的。用了八段折线由R15~R23组成电阻分压链来提供波形变换时的电压转折点（工作点），由十六个三极管组成八对PNP—NPN复合管射极跟随器进行三角波—正弦波的转换。八对复合管的直流偏置相对三角波的直流电平时对称分布的。这样当三角波为上升段变化时，三极管T9、T11、T13、T15因反偏而截止，T1、T3、T5、T7则随三角波的上升而逐渐导通，并使三角波在峰值附近进行衰减，变换成正弦波的正版周。同样在三角波下降变化时，T1、T3、T5、T7反偏截止，而T9、T11、T13、T15逐渐导通，形成正弦波的负半周。在三角波一个周期内变化时，经过电路已变换为正弦波。
voidLCD_Write(bit style,unsigned char input);
voidLCD_Initial();
#define LCD_SHOW 0x04
#define LCD_HIDE 0x00
#define LCD_CURSOR 0x02
#define LCD_NO_CURSOR 0x00
首先恒流源I2对电容C充电，当充电至Vc=2/3Vcc时，比较器A1输出高电平，使RS触发器置1状态，Q=1。则电子开关S闭合，C上的电荷经恒流源I2进行放电，设计时要求恒流源I2=2I1。当放电至1/3Vcc时，比较器A2输出高电平，使触发器置0态，Q=0，则开关S断开，放电截止，I1对C重新充电。这样在电容C上产生线性三角波，经缓冲器后由③脚输出。RS触发器 端的输出信号（即控制开关S的脉冲）本身就是方波脉冲，由9脚输出。由电阻与三极管组成的折线逼近转换网络——正弦波变换器，可以实现较宽频率范围内的三角波导正弦波的变换，由2脚输出正弦波。
方案二：由于有频率计，我们可以直接使用一个频率计来显示信号的频率。
对比方案一和方案二，方案二的可行性较高，因为单片机的晶振频率为12MHZ，则我们可以算出单片机的一个机器周期为1μs，而我们的函数信号发生器的最高频率可以达到100kHZ。当函数信号发生器产生了100kHZ的信号时，单片机就不能保证准确无误的记录1s内方波信号的电位变化次数，容易产生误差，而且频率计更容易实现。因此，最终选择了方案二来显示信号的频率。
两个电压比较器，两个缓冲器，正弦波变换器，模拟开关，RS触发器。在构成
函数波形发生器时，应将第7,8两脚短接。其工作原理如下：利用恒流源对外接电容进行充放电，产生三角波(或锯齿波)，经缓冲器I从第3脚输出，由触发器获得的方波（或锯形波），经缓冲器Ⅱ从第九脚输出。再利用正弦波变换器将三角波变换成正弦波，从第2脚输出。改变电容器的充放电时间，可实现三角波与锯齿波方波与矩形波的互相转换。
⑴线性良好、稳定性好；
⑵频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；
⑶不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；
⑷三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。
五、基本原理
ICL8038芯片简介
1、性能特点
具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；正弦波输出具有低于1％的失真度；三角波输出具有0．1％高线性度；具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽，2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围，从TTL电平至28V；易于使用，只需要很少的外部条件。
在对频率进行调节时，要先把SW1打到相应的档位上去，然后再对8脚上的电压进行调节，也可以先保持一个不变调节另一个的方法，直到调出特定的频率。
图为函数信号发生器的电路原理图。
七、程序支持
//LCD1602头文件
#ifndef _LCD1602_H_
#define _LCD1602_H_
#include <reg52.h>
由于ICL8038单片函数发生器有两种工作方式，即输出函数信号的频率调节电压可以由内部供给，也可以由外部供给。由于第7脚频率调节电压偏置一定，所以函数信号的频率和占空比由R3、R4和10脚上的电容决定，其频率为F，周期T，t1为振荡电容充电时间，t2为放电时间。
T＝t1＋t2f＝1／T
由于三角函数信号在电容充电时，电容电压上升到比较器规定输入电压的1／3倍，分得的时间为
电子电路课程设计说明书
设计题目：函数信号发生器
课程代码：8207251
专业及班级：自动化一班
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学号：31*************
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一、设计题目
函数信号发生器
二、设计内容
设计一个能产生正弦波、矩形波（方波）和三角波（锯齿波）的函数发生器
三、功能要求
设计并制作一个函数信号发生器，其要求如下：
4、正弦信号失真度的调节电路设计
正弦信号失真度的调节是通过对连在1脚、12脚上的滑动变阻器阻值的改变来调节正弦信号的失真度的，在调节时，应该先保持与各滑动变阻器的值不变，改变另一个滑动变阻器，观察正弦波的变化情况，当调节到最佳时，就可以去调节另一个了。最后就可以调出最佳的正弦波信号。
5、频率调节电路的设计
如图为ICL8038的管脚排列图，工作频率0.001HZ~300KHZ，电源电压Vcc=30V，输出三角波线性度≤0.1%，输出电压4.2V-28V，输出正弦波失真度≤1%，占空系数在1-99%内可调。4脚、5脚可外接电阻来调节恒流源的I2与I1比值，以改变输出脉冲占空比。如果输出方波则R取值为10K即可，也可以外接一个电位器来调节占空比。7脚、8脚用来通过外加电压控制振荡频率，即改变8脚电阻就可以改变电容C的充放电电流，达到改变输出频率的目的。1脚、12脚通过接入两个微调网络可以调节正弦波的失真度。
对于信号的频率显示可以用两种方案：
方案一：由于已经使用了单片机来显示方波信号的幅值，我们也同时可以用单片机来检测方波信号的频率。在设计单片机测频程序是我们可以用单片机的两个定时器/计数器来实现，定时器0来定时1s，计数器1来记录方波信号点位改变的次数，当定时器0引起中断时，停止计数器1对方波信号电位改变次数的计数，同时用单片机把这个时间段内计数器1所记录的书保存下来，并送到LCD1602中显示出来。
#endif
//ADC0832驱动程序
#ifndef _adc0832_H_
#define _adc0832_H_
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsignedint
sbit ADCS=P3^3;
[1] 信号频率范围：1Hz∽100kHz；
[2] 频率控制方式：
① 手控 通过改变RC参数实现；
② 键控 通过改变控制电压实现；
③ 为能方便地实现频率调节，建议将频率分档；
[3] 输出波形要求
① 方波 上升沿和下降沿时间不得超过200nS，占空比在48%∽50%之间；
② 非线性误差≤2%；
③ 正弦波 谐波失真度≤2%；
sbit ADDI=P3^7;
sbit ADDO=P3^7;
sbit ADCLK=P3^6;
uchar adc0832(uchar channel)
六、电路设计
图为由ICL8038构成的多波形发生器。由于ICL8038是集成的芯片，只需要在ICL8038的芯片外加上一些电阻、电容就可以实现一个函数信号发生器
1、信号发生电路设计
单片函数发生器ICL80387可以同时输出方波、三角波及正弦波，在使用的时候只需要外接少量的电阻、电容元件即可。R3、R4为方波输出占空比调节电阻，阻值为5kΩ，RV1用来对R1、R2阻值进行微调；RV4、RV5、RV6以及R9组成分压网络，可以改变输出的频率；C1、C2、C3、C4、C5为外接定时电容，改变开关SW1的位置，可以获得五个频率段的输出信号；为了减小正弦波的失真度，在ICL8038外又采用了两套微调网络RV3和RV2，分别调节1脚和12脚的电位，以调节正弦波的失真度。
2、ICL8038的应用
ICL8038是精密波形产生与压控振荡器，其基本特性为：可同时产生和输出正弦波、三角波、锯齿波、方波与脉冲波等波形。
（1）ICL8038电源电压范围宽，采用单电源供电时，V+-GND的电压范围+10-+30V；采用双电源供电时，V+-V-的电压可在±5-±15V内选取。电源电流约15mA。
t1=CV/I=(C+1/3•Vcc•R A)/(1/5•Vcc)=5/3RA•C
在电容放电时，电压降到比较器输入电压的1／3时，分得的时间为
t2＝CV／I＝(C＋1/3•VCC)/(2/5•VCCRB－1/5•VCC/RA)＝(3/5•RA＊RB•C)/(2RA－RB)
f＝1／（t1＋t2）＝3／｛5RAC［1＋RB／（2RA－R）］｝
（5）外围电路非常简单，易于制作。通过调节外部阻容元件值，即可改变振荡频率，产生高质量的中、低频正弦波，矩形波（或方波，窄脉冲）,三角波（或锯齿波）等函数波形，其应用领域比普通单一波形的信号发生器更为广阔。此外8038还能实现FM调制，扫描输出
3、ICL8038原理简介
ICL8038采用DIP－14封装，管脚如下图所示。芯片内部包括两个恒流源,
#include"lcd1602.h"
#define key_port P1
unsigned char key_down(void);
unsigned char key_code(void);
sbitLcdRs =P2^0;
sbitLcdRw =P2^1;
sbitLcdEn =P2^2;
sfrDBPort =0x80;
如果R3＝R4，就可以获得占空比为50％的方波信号。其频率f＝3／（10RAC）。
2、频率调节电路设计
当R3=R4=5kΩ时，根据公式f＝3/（10RAC）可以算出在1HZ~10HZ、10HZ~100HZ、100HZ~1kHZ、1kHZ~10kHZ、10kHZ~100kHZ这几个频率段时对应的10脚上的电容值。பைடு நூலகம்
#define LCD_FLASH 0x01
#define LCD_NO_FLASH 0x00
voidLCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode);
voidGotoXY(unsigned char X,unsigned char Y);
void Print (unsigned char *str);
（2）振荡频率范围宽，频率稳定性好。频率范围是0.001Hz-300kHz，频率温漂仅50ppm/℃(1ppm=10-6)。
（3）输出波形的失真小。正弦波失真度＜5%，经过仔细调整后，失真度还可降低到0.5%。三角波的线性度高达0.1%。
（4）矩形波占空比的调节范围很宽，D=1%-99%，由此可获得窄脉冲、宽脉冲或方波。