致  谢 25

1 前言

    所谓的信号发生器就是大家熟知的函数发生器,它能产生多种函数波形。由于生产需求，多个领域对信号发生器的生产指标要求非常高，其信号发生器必须具备两个特点，一个是频率可调，另一个是测量精度高。高性能的信号发生器，产生的频率相对较高，并能发出多种波形，但是其缺点就是生产成本较高，不宜于批量生产，并且还需要较高的技术来支撑。但是，用单片机和D/A转换器生产的信号发生器就能巧妙的避开上述的弊端，其产生的低频信号的频率底线较低，它的主要特点有线路简单，频率稳定，信价比较高，便于携带，结构紧凑，抗干扰能力强，用途广等[1]。只要修改相应的程序，就能产生不同种类的波形。本文就AT89C52单片机和DAC0832构成的信号发生器进行了详细全面的阐述，这一低频信号发生器可以通过键盘来自由切换波形，所产生的波形有方波、三角波、正弦波、锯齿波等，并且通过1602液晶将他们逐一地显示出来。所产生的波形信号频率范围在1Hz-10kHz内可调,输出的电压在-5V-5V内变化[2]。信号发生器是常见的信号源之一，因其物廉价美，心能高，实用性强的特点，得以广泛的应用，在科学研究领域和实验室内随处可见。大家常用的信号发生器有三类，下面给大家逐一的介绍：第一类是由分散的元器件组成，通过振荡电路来产生波形；第二类是由专用波形集成芯片构成，借助参数的变化来产生波形；第三类是利用单片机和一些数模转换器等构成的信号发生器，通过改变程序来产生波形。但是第一类的信号发生器存在很大的弊端，产生的波形很容易失真。造成这一现象的原因是由于元器件的过度分散。第三类的信号发生器被大多数用户所接受，最常见的有FP-GA和高级的D/A 芯片构成的信号发生器、单片机和低级的 D/A芯片构成的信号发生器和利用DDS数字合成的信号发生器。前两种生产成本低，但精度不高，只适用于低频场所。而后一种的精度较高，适用于高频场所，但是造价较高。本文介绍的这一信号发生器，就是由单片机和DAC0832组成的。生产成本低，实用性强，通过改变程序来切换波形，方便升级，并能避免由元器件分散造成的波形失真等问题[3]。本文设计的目的是以 AT89C512和DAC0832为基础，进行研究设计，来实现波形的自由切换，波形幅度及频率的在线可调等。设计的这一低频信号发生器的实用价值较高，可作为普通实验室的信号源，也可以作为调试用品[4]。论文网

在此介绍下信号发生器的背景与研究现状。目前市场上大家看到的信号发生器大都为一些元器件搭接而成的，整体的质量较差，产生的波形较为单一，满足不了用户的需求。在上世纪 70 年代之前，可以将信号发生器笼统的分成两类：正弦波和脉冲波。这一时期生产的信号发生器基本上都是通过模拟电子技术产生的，存在大量的问题。例如，体积较大不方便携带，质量太差，产生的波形容易失真，功耗大，造价高等。这一阶段之后，也就是微处理器诞生之后，信号发生器可以借助单片机和D/A转换模块，来产生多种波形，以此来达到消费者的需求。该阶段的信号发生器主要以软件为主，本质就是利用单片机对DAC0832的程序控制，实现波形的自由切换。在当今信息技术高度发达的信息科技时代，电子技术的创新给社会发发展来了质的飞跃。单片机的诞生，突破了以往的技术难关，并逐步深入到人类生活的各个环节，可以说生活中无处不有单片机的存在。大到飞机火箭，小到手机等电子产品都离不开单片机。在集成电路迅速发展的大背景下，多数信号发生器都是由各个集成电路组合而成的。通过集成电路生产出来的信号发生器比用其他方法生产的信号发生器产生的波形质量、频率及幅度性能指标都大大提高。随着单片机的成长壮大，传统的检测与控制技术将被逐步淘汰。由单片机生产的信号发生器具备以下优点：性能指标高、性价比高、实用性强、造价低等。单片机的发展在诸多领域中得以应用，尤其在通信工程，测控技术，仪器仪表，电子工程，计算机等领域得以广泛的应用。每一片单片机就相当于一台小型计算机，在个别领域中他的作用甚至比大中型计算机的作用还大，可见单片机对人类生活有重大的意义。之所以单片机能够迅猛发展，是因为他本身所具备的独特优点，具体优点如下：