基于单片机的函数发生器设计1.doc

摘 要 函数发生器是一种多波形的信号源。它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。有的函数发生器还具有调制的功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。 本设计中主要利用微控制器、D/A转换器、运算放大器、数码管驱动等器件产生直流、方波、三角波、锯齿波、正弦波、脉冲等函数波形，并实现频率、幅度可调节。微控制器控制整个系统的运行，负责向D/A转化器输出数字型号、键盘操作的读取以及向数码管驱动写入命令；两个D/A转换器，其中一个控制输出信号的幅度，另一个将为控制器写入的波形数据转换成相应的模拟信号；运算放大器用在两个D/A转换器之间和第二个D/A转化器与输出之间，起到将电流信号转换为电压信号以及改变电压范围的作用。 关键词：函数发生器； 单片机； D/A转换 目 录 1 设计任务与要求…………………………………………………………………………1 1.1设计的原始要求……………………………………………………………………1 1.2设计的具体要求……………………………………………………………………1 2 总体方案…………………………………………………………………………1 2.1元器件的选择……………………………………………………………………1 2.2系统总体框图设计………………………………………………………………2 3硬件方案………………………………………………………………………2 3.1硬件模块设计……………………………………………………………………2 3.1.1微控制器模块………………………………………………………………2 3.1.2 D/A转换模块………………………………………………………………3 3.1.3显示模块………………………………………………………………5 3.1.4键盘模块………………………………………………………………6 3.2 硬件系统设计……………………………………………………………………6 4软件方案………………………………………………………………………7 4.1 软件总体结构……………………………………………………………………7 4.2 波形产生程序………………………………………………………………………8 4.3键盘扫描程序……………………………………………………………………10 4.3.1 主键盘扫描程序………………………………………………………………10 4.3.2 调幅程序………………………………………………………………………10 4.3.3调频程序………………………………………………………………………10 5 测试……………………………………………………………………………………13 5.1 软件测试…………………………………………………………………………13 5.2 硬件测试…………………………………………………………………………14 结论………………………………………………………………………………………15 参考文献………………………………………………………………………………16 附录……………………………………………………………………………………16 1 设计任务与要求 1.1设计的原始要求 通过本课程设计实现一个函数发生器。通过设置可产生：方波、三角波、锯齿波、正弦波；能够显示频率，改变频率。 1.2设计的具体要求 A、产生波形：直流、方波、三角波、锯齿波、正弦波、脉冲。 B、可以更改频率，频率范围1～999Hz，分辨率1Hz。 C、可以更改幅度，幅度范围0～9.9V，分辨率0.1V。 D、显示： 五位数码管、八个发光二极管显示； 三个数码管显示频率，两个数码管显示幅度； 六个发光二极管显示当前的波形； 两个发光二极管指示当前的调节项（频率或幅度）。 E、键盘： 五个按键，一个用于更改波形，一个用于更改调节项，剩下的三个用于调节频率或幅度的数值。 2 总体方案 2.1元器件的选择 该函数发生器主要由四部分构成：控制部分、D/A转换部分、显示部分、键盘部分。 控制部分 以单片机为控制核心，本设计中选用由宏晶生产的STC89C52。其内部含有8K字节的Flash，512字节的片上SRAM，4组8位的准双向I/O口，两个16为定时器/计数器。可工作在3V或5V，工作频率0～40MHz。STC89C51系列单片机具有体积小，功耗低，抗静电，抗干扰，价格低廉等特点。 D/A转换部分 使用两片DAC0832实现数字信号到模拟信号的转换。DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片，此D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。这种DA芯片价格低廉、接口简单、转换控制容易，在单片机应用