1.1  背景及意义

单片机是一种把中央处理器、多种输入/输出接口、随机存储器、只读存储器、定时器/计数器、中断系统、总线和其他功能器件利用集成电路技术集成在一块芯片上的微型计算机，又叫做集成电路芯片。单片机与计算机相比较，计算机只是多了输入输出设备，而单片机没有。一句话概括就是，集成在一块芯片上的就是一台计算机，并且它控制能力强、可靠性高、体积小、质量轻。

MAX038是一种高频高精度的函数信号发生器芯片，应用在锁相环、电压控振荡器、脉宽调制器和频率合成器等电路设计上是相对比较好的产生信号芯片。它基本能产生频率范围从0.1Hz至20MHz，最大频率高达40MHz，幅值在2V，波形失真小，占空比和频率都可单独调节互不影响，可通过内设电压基准微调频率和占空比的波形，基本上MAX038可以说是RLC变换器件。因此，它结构简单，体积小，价格实惠，方便携带，应用在一般实验上不成问题。

信号发生器就是信号源，基本可作为激励源、进行信号仿真、作为校准源，应用范围广，种类繁多，分类也多，可按频率、输出波形等分类。在20年代初，作为一种使用时间悠久的电子测量设备，40年代，随着通信技术发展，信号发生器开始可以接收标准信号了，60年代，出现了可以产生几种简单波形的函数信号发生器，70年代后，信号发生器的功能开始扩大，此时主要是以软件为主开始研究，直到80年代逐步开始走向成熟，90年代才开始有了性能稳定，功能强大的信号发生器。如今我们的生活中，例如超声波诊断、高频感应、核磁共振等都用到信号发生器。可以说，进入新科技时代我们的生活离不开信号发生器。论文网

1.2  发展现状

据目前了解，单片机的主流仍是8位高性能的单片机。为了满足自动控制在各种接口，如传感器接口、电路驱动接口、人机信息互换接口和通信网络接口等技术的增长，具体体现在输入输出的速度，中断处理的快慢，A/D与D/A的转换性能，以及信号数据处理，位操作，程序监控等能力方面。随着电子技术与单片机的实时更新，无论是单片机还是单片机本身应用于的系统环境，都不断发生着变换。单片机正向着多功能化、多资源化、高性能可靠性、低功耗的方向发展。

信号发生器，自从六十年代出现以来，有了飞速的发展，出现了各种新类别的信号发生器，有函数发生器、程控信号发生器、合成信号发生器等，并且各类发生器的性能指标都有很大的提高，内部结构更加的简单，实现了小型化、多功能的进步。GPRS、3G、蓝牙以及4G网络的发展，航空、国防等科技的发展在不断进步，所以国家对信号发生器的发展非常重视，价值也是不可估量的。

具体的发展情况可分为五个阶段。第一阶段，初步产生了信号发生器，有了4位信号发生器。第二阶段，开始产生了8位信号发生器，以满足工业控制智能化的一般需求。第三阶段，出现了多个16位信号发生器，达到了高性能高效率的稳定性。第四阶段，16位的信号发生器阶段。第五阶段，无论在功能还是运算速率、应用等方面都有了很大幅度的进步，主要表现在CPU的功能、引脚的多功能、低功耗等方面。

2  设计思路

2.1  设计目标

1.要可以产生正弦波、方波和三角波等基本波形，并能单独调节其频率和占空比且互不影响。

2.能产生频率范围0.1Hz～20MHz，幅值在2V的输出波形，并且能有保证较小失真的波形。

2.2  设计方案

1.系统设计思路

本设计是基于MAX038的程控信号发生器的设计与实现，目的要产生正弦波、方波和三角波等波形。设计中用MAX038芯片来产生各种所需波形，控制部分由单片机和拨码开关来组成，A/D转换芯片和放大信号电路用来采集波形，LCD液晶显示电路来显示输出波形，并能观察出波形的幅值。拨码开关用来选择所需输出波形，再通过电位器微调该波形的频率和占空比。系统方案框图如图2.1：