单片机波形发生器实验报告

单片机课程设计报告

题 目 波形发生器

专 业 电子信息科学与技术 班 级 2008级1班 学生姓名 ***** 学 号 3080422*** 指导老师 *****

2011年 7 月 8 日

目录

一、设计目的 …………………………………………………… 错误！未定义书签。

二、设计的主要内容和要求 …………………………………… 错误！未定义书签。

2.1基本内容和要求 ………………………………………………………… 错误！未定义书签。

2.2创新部分 ………………………………………………………………… 错误！未定义书签。

三、整体设计思路 ……………………………………………… 错误！未定义书签。

3.1设计思路 ………………………………………………………………… 错误！未定义书签。

3.2元件选

中北大学信息商务学院 课程设计说明书

学生姓名：李 雅学号： 10050644X06 学生姓名：梁钧兰学号： 10050644X10 学生姓名：任 媛学号： 10050644X12 学院： 信息与通信工程

专业： 电子信息工程 题目： 专业综合实践之单片机部分： 用单片机实现波形发生器

指导教师： 王浩全 职称: 教授

2014 年 1 月 10 日

1

中北大学

课程设计任务书

2013/2014 学年第 1 学期

学院： 信息与通信工程 专业： 电子信息工程 学生姓名：李 雅学号：10050644X06 学生姓名：梁钧兰学号：10050644X10 学生姓名：任 媛学号：10050644X12

课程设计题目：专业综合实践之单片机部分：

用单片机实现波形发生器 起迄日期

基于单片机的波形发生器

波形发生器设计

摘要

波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。所以本设计使用的是

DAC0832芯片构成的发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整，最后输出波形接在示波器上显示。本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。

本设计制作的波形发生器，可以输出多种标准波形，如方波、正弦波、三角波、锯齿波等，还可以输出任意波形，如用鼠标创建的一个周期的非规则波形或用函数描述的波形等，输出的波形的频率、幅度均可调，且能脱机输出。设计的人机界面不但清晰美观，而且操

任意波形发生器

波形发生器的设计

第一部分 设计内容 一、任务

利用运算放大器设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，其系统框图如图所示。

二、要求1不使用单片机，实现以下功能：

（1）至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形；在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。20分

（2）输出信号的频率可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （3）输出信号的幅度可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （4）输出信号波形无明显失真；10分 （5）稳压电源自制。10分 （6）其他2种扩展功能。20分

第二部分 方案比较与论证

方案一、

以555芯片为核心，分别产生方波，三角波，锯齿波，正弦波电路配置如图1所示

图1

任意波形发生器

此方案较简单，但是产生的频率不够大最后输出正弦波时，信号受干扰大。 方案二‘

由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC振荡回路，积分电路的实现方波三角波，正弦波的产生。

此方案原理简单但是调试复杂，受干扰也严重。

方案三、采用集成运放如（LM324）搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调，再将产生的正弦波经过过零比较器，实现方波的输出，再由方波到三角波和锯齿波。

此方案电路简单，在集成运放的作用下

任意波形发生器

波形发生器的设计

第一部分 设计内容 一、任务

利用运算放大器设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，其系统框图如图所示。

二、要求1不使用单片机，实现以下功能：

（1）至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形；在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。20分

（2）输出信号的频率可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （3）输出信号的幅度可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （4）输出信号波形无明显失真；10分 （5）稳压电源自制。10分 （6）其他2种扩展功能。20分

第二部分 方案比较与论证

方案一、

以555芯片为核心，分别产生方波，三角波，锯齿波，正弦波电路配置如图1所示

图1

任意波形发生器

此方案较简单，但是产生的频率不够大最后输出正弦波时，信号受干扰大。 方案二‘

由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC振荡回路，积分电路的实现方波三角波，正弦波的产生。

此方案原理简单但是调试复杂，受干扰也严重。

方案三、采用集成运放如（LM324）搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调，再将产生的正弦波经过过零比较器，实现方波的输出，再由方波到三角波和锯齿波。

此方案电路简单，在集成运放的作用下

摘要

这个系统是基于AT89C51单片机的波形信号发生器。使用AT89C51单片机作为控制核心，该系统由数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（OP07）、按键电路和6位数码管等组成。通过按键可控制方波、三角波、正弦波的产生，并且用数码管显示其对应的频率和波形的类型。这个设计方法简单、性能良好，这个系统可在多种需要低频信号的场所使用，它具有良好的实用性。 关键词：AT89C51 数模转换电路 数码管 信号发生器

目 录

1 总体方案设计 ........................................................................................................... 2

1.1 方案论证.......................................................................................................... 1 1.2 系统描述.......................................................

基于单片机的波形发生器的硬件设计

【摘 要】本设计是基于单片机at89s52和dac0832数模转换器组成的波形发生器。正弦波，三角波，方波的产生是通过单片机编程实现。通过按键选择波形的输出以及控制波形的频率和幅值输出，同时采用液晶lcd1602实时显示波形频率和幅值。输出电压幅值范围为0-5v。以单片机核心控制电路，键盘电路，数模转换电路，液晶显示电路，倍频电路等来实现波形发生器的设计。 【关键字】单片机 波发生器 数模转换 频率 幅值

波形发生器是一种常用的信号源，常包括有音频信号发生器，函数发生器，脉冲发生器，射频信号发生器，任意波形发生器等，在科学研究，生产实践中都有重大的应用。传统设计波形发生器主要是通过硬件电路搭接形成的，这种设计存在波形不稳定，控制比较难而且电路比较复杂，体积大，功耗大等缺点。随着信息技术的发展，科学技术的研究以及仪器的智能化，都给我们带来方便。本设计是采用单片机来产生几种不同的波形，集成度高，体积小，低功耗，性价比高。在一些设计研究中通常需要一种有特殊要求的信号来作为测试的信号源，比如能产生正弦波，三角波，方波等信号的波形，并能实现幅值和频率的可调。这样的设计更接近智能化，也是市场的需求所在。 一、总体设计思路

本科毕业设计说明书-（论文）

1 绪论

第 1 页 共 39 页

在当今这个时代人们的生活水平不断提高，而产生方波、正弦波、三角波等波形的发生器存在一定的缺陷，现在我们应该需要一种能产生任意波形的发生器，它不单能产生传统的波形，还能输出它的频率、周期等功能，并且它的分辨率要求也是比较高的，还能清晰的看出波形图的幅值跟频率。因此，本设计中的信号发生模块选择AD9833,主控制器选择STC89C52单片机来实现，这些芯片就能完成了任意信号发生器的设计了。

1.1 课题背景及意义

在最近几年出现了一个能产生任意波形信号源的发生器，这就是任意波形发生器。任意波形发生器比之前的波形发生器还利用了数模转化和微处理器等功能。任意波形发生器能够根据人们的要求显示出不同的波形，其中波形的周期也是可以变化的。它也可以产生一般发生器显示的波形，比如方波，三角波，正弦波等稳定周期的波形[1]。

伴随着人类的进步，在工业上、电子上的发展不断加快，使人们对信号需要更深透的理解。通信的发展都需要不同的信号来测试，在研究生物学领域的时候，也要接触脑波信号跟神经信号等电信号。所以，任意信号发生器部分的信号源是由自动化部分的系统跟较少的测试方案一起组成的。这种

河南理工大学

《单片机应用与仿真训练》设计报告

多功能信号发生器设计

姓 名： 王彦凯 王翱翔 专业班级： 电仪 09-03 指导老师： 王 莉 所在学院：电气工程与自动化学院

2012年6月25 日

摘要

本设计是多功能信号发生器，以 AT89S52 单片机为核心，通过按键输入控制输出信号的类型、频率和幅值，采用 DA 转换芯片DAC0832输出相应的波形，同时以LED 显示器进行实时显示信号相关信息。我们采用 C 语言进行编程，可实现100-1Khz的方波，锯齿波，三角波和正弦波四种波形的产生，且波形的频率、幅值可通过按键调节，并显示在数码管上。而且，波形的幅值还可通过电位器实现无极调幅，增加了可选幅值范围。经测试该设计方案线路优化，结构紧凑，性能优越，满足设计要求。

关键字：单片机AT89S52，DAC0832，信号发生器

目录

第1章 概述 ............................................................................................

河南理工大学

《单片机应用与仿真训练》设计报告

多功能信号发生器设计

姓 名： 王彦凯 王翱翔 专业班级： 电仪 09-03 指导老师： 王 莉 所在学院：电气工程与自动化学院

2012年6月25 日

摘要

本设计是多功能信号发生器，以 AT89S52 单片机为核心，通过按键输入控制输出信号的类型、频率和幅值，采用 DA 转换芯片DAC0832输出相应的波形，同时以LED 显示器进行实时显示信号相关信息。我们采用 C 语言进行编程，可实现100-1Khz的方波，锯齿波，三角波和正弦波四种波形的产生，且波形的频率、幅值可通过按键调节，并显示在数码管上。而且，波形的幅值还可通过电位器实现无极调幅，增加了可选幅值范围。经测试该设计方案线路优化，结构紧凑，性能优越，满足设计要求。

关键字：单片机AT89S52，DAC0832，信号发生器

目录

第1章 概述 ............................................................................................