简易函数信号发生器设计

1、单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目： 简易函数信号发生器设计简易函数信号发生器设计 院（系）：院（系）： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字）起止时间：起止时间： 2015.6.222015.6.222015.7.32015.7.3 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 本科生课程设计（论文）II注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

2、学 号1学生姓名专业班级 课程设计（论文）题目简易函数信号发生器设计课程设计（论文）任务实现功能实现功能（1）设计一个基于单片机的信号发生器；（2）能够输出三种波形，用按键控制，K0 启停控制、K1 键控制输出锯齿波、K2 键控制输出三角波、K3 键控制输出梯形波；（3）能够通过按键进行波形参数设置；（4）能够通过显示模块输出波形的主要参数。设计任务及要求设计任务及要求1、分析系统功能，确定系统硬件组成；2、设计系统的硬件电路图；3、编写相应的软件，完成控制系统的控制要求；4、上机调试、完善程序；5、按学校规定格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000 字以上。技术参数技术参数波形

3、幅值5V，频率10Hz-1kHz之间。进度计划1、布置任务，查阅资料，确定系统设计方案（2天）2、系统硬件设计及模块选择（3天）3、系统软件设计及编写功能程序及调试（3天）4、撰写、打印设计说明书（1天）5、验收及答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计（论文）III摘 要信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实际和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线各可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。 信号发生器在电路实验和设备检测中有着十分广泛的用途。通过对信号发生器

4、原理以及机构的分析，我们设计了一个能产生锯齿波，三角波，梯形波的信号发生器。本课题采用 STC12C5A60S2 单片机作为数据处理及控制核心，DAC0832 作为输出 D/A 转换，LM358 作为输出信号放大芯片，LCD12864 作为显示界面，用来显示幅值、周期（频率） 、波形名称、操作提示等信息的设计方法，介绍了简易函数信号发生器设计的基本工作原理和应用，并详细叙述了单元电路结构、元件连线、信号控制方法及相应程序设计。关键词：函数信号发生器；锯齿波；三角波；梯形波本科生课程设计（论文）IV目 录第 1 章 绪论 .1第 2 章 课程设计的方案 .22.1 概述 .22.2 方案比较 .

5、2第 3 章 硬件设计 .43.1 主控系统 .43.2 波形转换（D/A）电路 .63.3 波形输出放大电路 .73.4 显示接口电路 .103.4.1 LCD12864 管脚功能描述：.113.4.2 控制界面的 4 种模式.113.5 按键电路 .123.6 下载调试电路 .12第 4 章 软件设计 .154.1 主程序流程图 .154.2 锯齿波的产生 .164.3 三角波的产生 .164.4 梯形波的产生 .18第 5 章 课程设计总结 .19参考文献 .20附录 .21本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论信号发生器是研究及工程实践中的重要仪表之一，在电子工程，通信工程，自动控制

6、，测量仪器，仪表和计算机等技术领域的系统设计及调试过程中，用不同频率的锯齿波，三角波和梯形波作为信号源，应用十分方便。过去常由分立元件及集成运放构成信号发生器，分立元件体积大，相对耗能高，故障频率也高。随着集成电路的迅速发展，用集成电路很快，很方便的构成各种信号的波形发生器。用集成电路制作的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量，幅度和频率稳定性等性能指标，都有很大的提高。早在 1978 年，由美国 Wavetek 公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取样频率为 5MHz，可以形成 256 点（存储长度）波形数据，垂直分辨率为 8bit，主要用于振动、医疗、材料等领域的第一代高性能

7、信号源，经过将近 30 年的发展，伴随着电子元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化，波形发生器的性能有了飞速的提高，变得操作越来越简单而输出波形的能力越来越强。波形操作方法的好坏，是由波形发生器控制软件质量保证的，编辑功能增加得越多，波形形成的操作性越好。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。函数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。信号

8、发生器作为实验的辅助工具，主要是提供各种不同类型以及不同频率和幅度的信号。本设计提出了利用单片机系统来控制简易函数信号发生器的思路，运用程序得到数字信号，再通过 D/A 转换得到模拟信号，通过按键来选择或切换不同类型的信号。波形频率的变化由程序来控制，即通过改变定时器的初值来改变输出波形相邻两点的时间间隔，从而实现波形频率的改变。此种思路可以简化信号发生器的硬件组成，结构简单，可以设计各种不同类型的信号，且制作成本较低。本科生课程设计（论文）2第 2 章 课程设计的方案2.1 概述信号发生器是一种常用的信号源,广泛地用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。目前使用的信号发生器大部分是函数信

9、号发生器，而且特殊波形发生器的价格昂贵，设计使用 STC12C5A60S2 单片机和 DAC0832，可产生锯齿波，三角波和梯形波，波形的频率可用程序控制改变。在单片机上添加外围器件，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并采用 LCD12864 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。单片机会对按键进行扫描，当侦测到某个按键按下后，则进入该按键对应的子程序。 在按键子程序中，将电压信号设计成随时间周期变化的数字量序列，并将这些数字量序列发送给 D/A 芯片，D/A 芯片采用 DAC0832，工作在直通方

10、式，从而直接将单片机发送过来的数字量转换成随时间周期性变化的模拟电压信号。再将该模拟电压信号输送到示波器的一个输入端，并使示波器工作在波形观测模式下，此时该信号将被加载到示波器内的显示屏上，再调整示波器的扫描信号频率，使之与单片机所产生的电压信号频率匹配，则荧光屏上可观察到该信号的曲线图形。2.2 方案比较方案一：用模拟分立元件或单片压控函数发生器 MAX038，通过调整外部元件可改变输出频率，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低、成本也高，且灵活性较差，不能实现任意波形以及

11、波形运算输出等智能化的功能。方案二：采用程控锁相环频率合成方案。锁相环频率合成是将高稳定度和高精确度的标准频率经过加减乘除的运算产生同样稳定度和精确度的大量离散频率，在一定程度上解决了既要频率稳定精确、又要频率在较大范围可变的矛盾，能产生方波，通过积分电路就可以得到同频率的三角波，再经过滤波器就可以得到正弦波，但不能满足任意波形的输出要求，功能扩展能力有限。本科生课程设计（论文）3方案三：信号发生器设计采用 STC12C5A60S2 单片机作为数据处理及控制核心，DAC0832 作为输出 D/A 转换，LM358 作为输出信号放大芯片，LCD12864 作为显示界面，用来显示幅值、周期（频率）

12、 、波形名称、操作提示等信息。该方案控制性好且容易实现，制作方便，具有功能扩展的能力。在分析现有信号发生器工作原理的基础上，通过分析比较后，方案三设计的函数信号发生器，在应用于高校实验室学生实践方面，具有硬件简单，价格低廉，容易对频率和幅值进行控制等优点。所以选择方案三作为本设计的最终方案，总体框图如图 2.1 所示。 图2.1 函数信号发生器总体框图 STC12C5A60S2单片机DAC0832D/A 转换模块波形转换频率调整主控晶振复位放大电路输出波形显示模块本科生课程设计（论文）4第 3 章 硬件设计本系统由主控系统、波形转换（D/A）电路、波形输出放大电路、显示接口电路、按键电路、下载

13、调试电路六部分组成。3.1 主控系统在众多的 51 系列单片机中，要算国内 STC 公司的 1T 增强系列更具有竞争力，因他不但和 8051 指令、管脚完全兼容，而且其片内的具有大容量程序存储器且是 FLASH 工艺的，如 STC12C5A60S2 单片机内部就自带高达 60KB 的 FLASH ROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且 STC 系列单片机支持串口程序烧写。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机

14、器周期(1T)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051,但速度快 8-12 倍。内部集成 MAX810 专用复位电路,2 路 PWM,8 路高速 10 位 A/D 转换(250KB/s),运行处理速度快稳定且抗干扰能力强,主控电路如图3.1 所示。本科生课程设计（论文）5图3.1 STC12C5A60S2主控电路在单片机内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为 XTAL2，由该放大器组成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同，单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式， 本单

15、片机主控系统采用内部时钟方式，在 XTAL1和 XTAL2 引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和 C2 一般取 22pF，晶振的频率取值在 1.2MHz12MHz 之间，电路如图 3.2所示。图3.2 主控晶振电路复位电路采用按键和上电综合复位设计。其工作原理是：当上电或复位按键按下时，电容两端电压不能突变相当于短路，5V 的电通过电阻给电容进行充电，电容两端的电压会由 0V 慢慢的升到 4V 左右(此时间很短一般小于 0.3 秒），RC构成的微分电路在上电瞬间产生一个微分脉冲，其宽度大于两个机器周期，于是单片机 RESET 引脚为高电平，然后对电容充电。RST 端

16、电压慢慢下降，降到一定程度即为低电平,单片机开始工作,复位电路如图 3.3 所示。本科生课程设计（论文）6图3.3 复位电路3.2 波形转换（D/A）电路波形转换的目的是将波形样值的编码由数字量转换成模拟值，完成波形的输出。此电路时由一片 DAC0832 芯片构成，DAC0832 是一个具有两个输入数据寄存器的 8 位数字模拟转换器,是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片,与微处理器完全兼容。此 D/A 转换芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。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。DA

17、C0832 是具有 20 条引线的贴片封装的 CMOS器件，它内部具有两级数据寄存器，完成 8 位电流 D/A 转换，所以不需要外加电路。对于不同的信号，可以分别设计一个子程序，并与某个按键对应，当该按键按下后，进入该子程序；然后，在每个子程序中，可以设计一个函数，将要实现的电压信号设计为周期性变化的数字代码序列向 DAC0832 发送数字编码，经过D/A 转换后输出就可以得到波形。假如 N 个点构成波形的一个周期，则 DAC0832输出 N 个样点值后，样值点形成的运动轨迹，即一个周期。重复输出 N 个点后，成为第二个周期。利用单片机的晶振控制输出周期的速度，也就是控制输出的波形的频率。这样

18、就控制了输出波形的幅值和频率，波形转换电路如图 3.4 所示。图3.4 波形转换电路本科生课程设计（论文）7根据对 DAC0832 的数据锁存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式，DAC0832 有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。1、单缓冲方式。单缓冲方式是控制输入寄存器和 DAC 寄存器同时接收资料，或者只用输入寄存器而把 DAC 寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。2、双缓冲方式。双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到 DAC 寄存器，即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个 D/A 转换同步输出的情节。3、直

19、通方式。直通方式是资料不经两级锁存器锁存，即 CS，XFER ，WR1 ，WR2 均接地，ILE 接高电平。此方式适用于连续反馈控制线路和不带微机的控制系统，不过在使用时，必须通过另加 I/O 接口与 CPU 连接，以匹配 CPU 与 D/A转换。 DAC0832 是采样频率为八位的 D/A 转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使 DAC0832 芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要，如要求多路 D/A 异步输入、同步转换等，所以这个芯片的应用很广泛。D/A 转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电

20、阻可通过 RFB 端引用片内固有电阻，也可外接。DAC0832 逻辑输入满足 TTL 电平，可直接与 TTL 电路或微机电路连接。3.3 波形输出放大电路LM358 是双运算放大器，内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，管脚排列图如图 3.5 所示。它适合于电源电压范围很宽的单电源本科生课程设计（论文）8图3.5 LM358管脚排列图使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块、音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358 主要特性如下：内部频率补偿；直流电

21、压增益高(约 100dB)；单位增益频带宽(约 1MHz)；电源电压范围宽：单电源(330V)；双电源(1.5 一15V)；低功耗电流，适合于电池供电，低输入偏流；低输入失调电压和失调电流；共模输入电压范围宽，包括接地；差模输入电压范围宽，等于电源电压范围；输出电压摆幅大。DAC0832 是电流输出型，示波器上显示波形，通常需要电压信号，电流信号到电压信号的转换可以用运算放大器 LM358 实现，波形放大电路如图 3.6 所示。图3.6 波形放大电路优点：1、两个内置补偿运算放大器。2、可以单电源供电。3、兼容所有逻辑模式。4、功耗小可以由电池供电。5、频率增益有温度补偿。本科生课程设计（论文

22、）96、输入偏置电流有温度补偿。7、价格便宜故本设计选用此芯片做波形放大芯片。甲类(ClassA)放大器的输出晶体管(或电子管)的工作点在其线性部分中点，不论信号电平如何变化，它从电源取出的电流总是恒定不变，它是低效率的，用作声频放大时由于信号幅度不断变化，其实际效率不可能超过 25，可由单管或推挽工作。甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真，而且谐波分量中主要是偶次谐波，在听感上低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、层次感好，十分讨人喜欢。但一直因为耗电多，效率低，容易发热和对散热要求高而未能在大功率的放大器中得到广泛应用。由于器件长期工作于大电流高温下，容易引起可靠性和寿命方面的问题，而且

23、整机成本高，所以制造甲类功率放大器出名的厂家，现在已大多停止生产晶体管甲类功率放大器。乙类(ClassB)放大器的偏置使推挽工作的晶体管（或电子管）在无驱动信号时，处于低电流状态，当加上驱动信号时，一对管子中的一只在半周期内电流上升，而另一只管子则趋向截止，到另一个半周时，情况相反，由于两管轮流工作，必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。乙类放大器的优点是效率较高，理论上可达 78，缺点是失真较大。甲乙类(Class-AB)放大器在低电平驱动时,放大器为甲类工作,当提高驱动电平时,转为乙类工作，工作原理如图 3.7 所示。甲乙类放大器的长处在于它比甲类提高了小信号输入时的效率,随着输出功率的

24、增大,效率也增高,虽然失真比甲类大,然而至今仍是应用最广泛的晶体管功率放大器程式,趋向是越来越多的采用高偏流的甲乙类,以减少低电平信号的失真。本科生课程设计（论文）10图3.7 甲乙类放大电路原理图3.4 显示接口电路显示电路是由LCD12864液晶模块构成，此模块可以显示静动态字符、汉字和图形，引脚如图3.7所示。带中文字库的12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构

25、成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字. 也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点，由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。LCD12864 液晶原理图电路如图 3.8 所示，其 V0 口接 10k 可变电阻是用来调节液晶显示对比度，DB0-DB7 为并行数据输入引脚。LCD12864 是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵式 LCD，其外接电压为 5V。扫描利用软件程序实现，当某一按键按下时，扫描立即检测到，随即调用子程序，执行相应的功能。本科生课程设计（论文

26、）11图3.8 LCD12864显示接口电路LCD12864 液晶模块的特性主要由其控制器 ST7920 决定。ST7920 同时作为控制器和驱动器，它可提供 32 路 COM 输出和 64 路 SEG 输出。在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 25632 点阵液晶。3.4.1 LCD12864 管脚功能描述：1、VSS，电源地。2、VCC，电源正。3、V0，对比度（亮度）调整。4、RS(CS） ，RS=“H”,表示 DB7DB0 为显示数据；RS=“L”,表示 DB7DB0 为显示指令数据。5、R/W(SID)，R/W=“H”,E=“H”,数据被读到 DB7DB0；R/W=“L”

27、,E=“HL”, DB7DB0 的数据被写到 IR 或 DR。6、E(SCLK)，使能信号。7、DB0，三态数据线。8、DB1，三态数据线。9、DB2，三态数据线。10、DB3，三态数据线。11、DB4，三态数据线。12、DB5，三态数据线。13、DB6，三态数据线。14、DB7，三态数据线。15、PSB，H：8 位或 4 位并口方式，L：串口方式,在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将 PSB 固定接低电平。16、NC，空脚。17、RESET，复位端，低电平有效,模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。18、VOUT，LCD 驱动电压输出端。19、A，背光源正端（+5

28、V） 。20、K，背光源负端。3.4.2 控制界面的 4 种模式模式 1：RSL，R/WL，MPU 写指令到指令暂存器（IR） 。模式 2：RSL，R/WH，读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态。本科生课程设计（论文）12模式 3：RSH，R/WL， MPU 写入数据到数据暂存器（DR） 。模式 4：RSH，R/WH， MPU 从数据暂存器（DR）中读出数据。3.5 按键电路按键电路通过使用独立按键来控制输出波形的切换和频率增减。按键一端接地，按下时输出低电平给单片机，单片机接收到低电平信号后会进行相应的操作，按键电路如图 3.9 所示。图 3.9 按键电路主要操作方式：1、K1 为锯

29、齿波输出按键，当其按下时，单片机输出锯齿波。2、K2 为三角波输出按键，当其按下时，单片机输出三角波。3、K3 为梯形波输出按键，当其按下时，单片机输出梯形波。4、K4 为频率减键，当其按下时，可以使输出频率减小。5、K5 为频率加键，当其按下时，可以使输出频率增加。本科生课程设计（论文）133.6 下载调试电路PL2303 是一种高度集成的 RS232-USB 接口转换器，可提供一个 RS232 全双工异步串行通信装置与 USB 功能接口便利联接的解决方案，如图 3.10 所示。该器件内置 USB 功能控制器、USB 收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可

30、实现 USB 信号与 RS232 信号的转换，能够方便嵌入到各种设备。该器件作为 USB/RS232 双向转换器，一方面从主机接收 USB 数据并将其转换为 RS232 信息流格式发送给外设；另一方面从 RS232 外设接收数据转换为 USB 数据格式传送回主机。这些工作全部由器件自动完成，开发者无需考虑硬件设计。该电路可以在线下载和调试程序。PL2303 的高兼容驱动可在大多操作系统上模拟成传统 COM 端口,并允许基于 COM 端口应用方便地转换成 USB 接口应用，通讯波特率高达 6 Mb/s。在工作模式和休眠模式时都具有功耗低的优点，是嵌入式系统手持设备的理想选择。该器件具有的特征完全

31、兼容 USB1.1 协议。图 3.10 下载调试电路在下载调试电路中还增加了两个 LED 指示灯， D2 表示数据输出到串口，D3表示串口数据输入，如图 3.11 所示，上传的过程，方便在调试过程中了解数据流向。本科生课程设计（论文）14图 3.11 下载调试指示灯图 3.12 函数信号发生器控制电路图本科生课程设计（论文）15图 3.13 程序下载电路图本科生课程设计（论文）16第 4 章 软件设计系统软件由主程序和产生波形的子程序组成，软件设计主要是产生各种波形的子程序的编程。通过编程可得到各种波形,频率的改变可采用插入延时子程序的方法来实现。4.1 主程序流程图该系统主程序的软件流程如图

32、 4.1 所示。首先，为了区分不同的信号，需要利用按键进行选择和切换，因此，对按键的扫描是第一步；其次，对于不同的信号，可以分别设计一个子程序，并与某个按键对应，当该按键按下后，进入该子程序； 然后，在每个子程序中，可以设计一个函数，将要实现的电压信号设计为周期性变化的数字代码序列；最后，将被选中的信号对应的数字代码序列发送到 D/A 转换芯片。图 4.1 软件主程序流程图初始化开始键盘扫描有按键按下？调用相应子程序输出数据到D/ANY本科生课程设计（论文）174.2 锯齿波的产生在锯齿波函数中，设置一个变量来控制 D/A 的输出电压。变量从 0 开始线性增加，一直达到最大值，然后变为 0，接

33、着周期性的重复。这样就得到了一个按锯齿波规律变化的电压信号程序流程图如 4.2 所示。图 4.2 锯齿波程序流程图4.3 三角波的产生在三角波函数中，设置一个变量来控制 D/A 的输出电压。变量从 0 开始线性增加，一直达到最大值，然后再线性减小，直到变为 0。然后再周期性的重复，这样就得到了一个按三角波规律变化的电压信号，三角波程序流程图如 4.3 所示。R7、ACC清零P0=R7读P2口状态，取反后存入R3以R3为延时常数，延时R7=R7+1R7=255?返回NY本科生课程设计（论文）18图 4.3 三角波程序流程图4.4 梯形波的产生在梯形波函数中，设置一个变量来控制 D/A 的输出电压

34、。先将变量设为255，维持一段时间，然后线性减小到 0。接着维持与高电平相同的时间，再让变量线性增加到 255，这样就完成了一个周期。后面只要让这个过程不断循环，就设R7=0P0=R7读P2口状态，取反后存入R3以R3为延时常数，延时R7=R7+2R7=2？NYP0=R7读P2口状态，取反后存入R3以R3为延时常数，延时R7=R7-2R7=0？NY返回本科生课程设计（论文）19可以得到梯形波，程序流程图如 4.4 所示。图4.4 梯形波程序流程图入口赋初值数据+1形成上升沿最大值保持数据-1形成下降沿返回最小值保持本科生课程设计（论文）20第 5 章 课程设计总结本设计采用 STC12C5A6

35、0S2 单片机作为系统核心，所用晶振频率为 12M。单片机 P0 口与数模转换芯片 DAC0832 的数据输入口直接相连。DAC0832 工作在直通方式，其参考电压为 5V。单片机内部程序产生的数字信号传送给 DAC0832，经数/模转换处理后，可得到与之对应的电流信号。运算放大器 LM358 与 DAC0832 输出部分相接，利用其反馈放大作用将 DAC0832 输出的电流信号转换为模拟电压信号。然后将此电压信号输送到示波器的一个输入端口。利用单片机与数/模转换芯片( DAC0832) 构成的信号产生系统，主要是用程序设计各种数字信号，再通过 D/A 转换得到其对应的模拟信号。本设计线路简单

36、，可输出锯齿波、三角波和梯形波，信号的幅度、频率等参数可调，输出波形稳定清晰，信号质量好，精度高，失真较小，系统输出频率范围较，可替代实验室的函数信号发生器完成一般的试验要求，节约成本。在本文的设计方案中，对每个可实现的信号，都可以设计一个相应的函数。当观测某个信号时，只需按下相应的按键，主程序即会调用该按键对应的函数，将其产生的周期性的数字代码发送到 D/A 芯片，经转换后可得到该模拟信号。理论上，该方案是开放式的，只要设计足够多的函数，便可得到足够多的信号。因此，该种信号发生器也可以给用户提供进一步进行信号设计的空间。后续工作中，可以采用集成可编程 DDS 器件实现直接频率合成。DDS 是

37、直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写，与传统的频率合成器相比，DDS 具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。在单片机的控制与协调下可以输出频率和相位可调的信号波形，提高频率范围。本科生课程设计（论文）21参考文献1 杨萍,兀旦晖,杨良煜.DDS 技术在正弦信号发生器中的应用.计算机测量与控制,2012,16(11):1738-17402 康华光，陈大钦，张林.电子技术基础.第五版.北京:高等教育出版社,20103 马以春.大学物理实验.北京:北京出版社,20124 黄豪彩,黄宜坚.基于虚拟仪器开发的信号发生器及其应用.国外电子测量技术,2012,(3):20-235 杨光胜,黄宜坚.主动式信号发生器及应用.仪器仪表用户,2013,12（2）:53-556 王小立,张一工.一种基于 PWM 原理的多路信号发生器.2010,35(9):41-457 张晓增，赵峰，董鸿江.低频信号发生器的设计.现代电子技术，2009,1(6):1-38 赵伟,黄