基于单片机的简易波形发生器是一种常用的信号源,它广泛地应用在电子技术实验、自动控制系统和其他科研领域。

目前, 简易波形发生器的构成方法有很多,例如采用DDS(Direct2Digital Synthesis)型的任意波发生器、采用专用的信号发生芯片MAX038以及传统的AWG 。本设计通过分析比较后采用传统的方法来实现多功能波形发生器。借助高性能单片机运算速度高,系统集成度强的优势,设计的这种信号发生器,比以前的数字式信号发生器具有硬件简单,理解及实现起来较容易,该方案的设计思路较为清晰,且容易对频率和幅值进行控制等优点。

1.2国内外发展现状

任意波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。任意波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。

近几年来，国际上任意波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面：（1）过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得任意波形发生器能应用于越来越广的领域。任意波形发生器软件的开发正使任意波形的输入变得更加方便和容易。任意波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。同时可以利用一种非常强有力的数学方程输入方式，复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v＝f(t)形式的波形方程的数学表达式产生。各种计算机语言的飞速发展也推动了任意波形发生器软件技术的发展。目前可以利用可视化编程语言(如Visual Basic、 Visual C等等)编写任意波形发生器的软面板，这样允许徒手从计算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。（2）随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，有在繁荣起来。不过现在的新的台式仪器的形态，和几年前的已有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半。

1.3 本论文所做的工作

本论文主要进行了以下工作：

(1)通过查阅相关资料，学习信号发生器的工作原理及了解其应用场合；（2）复习“MCS-51单片机原理及其系统设计”，掌握其接口扩展包括：显示键盘等；（3）掌握单片机仿真软件KEIL和PROTEUS的使用；（4）组建基于单片机的信号发生器系统，画出总体结构框图；（5）采用C语言编写应用程序，输出不同波形，频率可以调节并且在示波器上显示；（6）最后完成对系统测试结果的统计和分析；（7）撰写论文。

1.4 本论文的结构安排

全文共分为五章，本章介绍本课题的研究现状和选题目的意义等；第二章介绍波形发生器设计的总体方案与论证；第三章介绍波形发生器系统硬件电路的设计；第四章介绍波形发生器系统功能的软件设计（信号产生、D/A转换等的软件设计），并给出了各个子模块的程序流程图；第五章系统测试验证。

2 系统总体设计

2.1系统总体框图设计论文网

通过查阅相关的资料，本设计采用单片机（AT89S52）和数模转换芯片（DAC0832）实现波形的产生，波形的产生由程序控制，向D/A的输入端按一定的规律发送数据，经过D/A和LM324输出，通过两个中断控制不同波形的产生。总体框图如图2-1所示，此方案通过编程简化了外部电路，原理简单，容易实现。使用8个按键共同实现正弦波，方波，三角波，锯齿波这四种常见波形的产生及频率调节的功能。