AT89单片机信号发生器设计+硬件电路图+原理框图+源程序+流程图 第2页
引 言单片机自20世纪70年代问世以来．以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。正因为如此，在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器等各个方面。
信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器，是工业生产和电工、电子
实验中经常使用的电子仪器之一。信号发生器种类较多，性能各有差别，但它们都可以产生不同频率的正弦波、调幅波调频波信号，以及各种频率的方波、三角波、锯齿波和正负脉冲波信号等。利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的性能及参数进行测量，还可以对电工和电子产品进行指数验证、参数调整及性能鉴定。在多数电路传递网络中、电容与电感组合电路、电容与电阻组合电路及信号调制器频率、相位的检测中都可以得到广泛的应用。辣-文^论'文.网
http://www.751com.cn第1章 概 述
1.1 设计背景及研究意义
通常把能够产生正弦波、矩形波、三角波等多种波形，并且频率和占空比连续可调的信号源，称为函数波形发生器。目前，集成化的函数波形发生器大多采用ILC8038或5G8038，但它们只能产生300KHz 以下的中、低频的正弦波、矩形波（含方波）和三角波（含锯齿波），而且频率与占空比不能单独调节，两者互相影响，这就给实际应用带来了许多不便。此外，这些芯片的扩展功能较少，调节方式也不够灵活，且无法满足高频精密信号源的要求。
AMAXIM（马克希姆）公司应市场的需求，新近研制的 MAX038 型单片集成高频精密函数发生器具有较高的频率特性、频率范围很宽、功能较全、单片集成化、外围电路简单、使用方便灵活等优点。
函数信号发生器是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通信、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。不论是在生产、科研还是教学上，信号发生器都是电子工程师信号仿真实验的最佳工具，而且，信号发生器的设计方法多，设计技术也越来越先进。随着我国经济和科技的发展，对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求，信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类，因此开发信号发生器具有重大意义。但传统的信号发生器大多采用专用芯片或单片机或模拟电路，成本高或控制方式不灵活或波形种类较少等不能满足要求。
信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器，是工业生产和电工、电子实验中经常使用的电子仪器之一。信号发生器种类较多，性能各有差别，但它们都可以产生不同频率的正弦波、调幅波、调频波信号，以及各种频率的方波、三角波、锯齿波和正负脉冲波信号等。利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的性能及参数进行测量，还可以对电工和电子产品进行指数验证、参数调整及性能鉴定。
通过本课题的实践，可锻炼自己综合地运用在大学本科阶段所学习的基础知识、专业知识、计算机和英语应用技能，使得学生能将平时所学习的各种知识进行综合的应用，掌握各种知识之间的相互联系和贯通；培养学生独立思考、独立解决问题的能力，在实践的过程中学习，并将理论的学习应用到实践中；培养学生的工程设计能力，并使其掌握在工程设计中需要注意的问题，养成良好的工程设计思文方法。
1.2 毕业设计任务及要求
毕业设计的课题是：基于单片机的信号发生器设计。信号主要采用MAX038型高频精密函数发生器专用集成块，电路主要由单片机，数据采集电路，按键，显示电路，显示输出频率组成。
通过查找相关文献资料、网络资料、书籍，通过检索，构思方案，硬件和软件的
设计，融汇大学中的所学知识和技能，进一步锻炼和提高设计工作的能力，掌握设计的思文，学习有效使用资料的能力，培养独立设计的能力。设计信号发生器，要求能产生三角波、矩形波（含方波）、正弦波信号，并有相应显示。
信号发生器是由单片机AT89C51作为主控芯片，通过按键选择波形，然后对输出信号进行采集，再送到单片机进行计算，选择合适的频率。
第2章 总体方案设计
2.1 论文的内容和组织
本文提出并设计了一种基于AT89C51单片机控制的MAX038信号发生芯片的信号发生器设计。文中详细介绍了该系统的原理、构成及其设计方法，着重分析了以AMAXIM公司生产的高频信号发生芯片MAX038为核心的精密多波形高频函数信号发生系统的软硬件原理，并开发了基于AT89C51微处理器的软件程序。
本次设计的基于单片机的信号发生器设计就是设计一个单片机控制系统，对信号发生芯片进行的控制。通过这个单片机对信号发生芯片进行精密控制，实现对波形的选择，频率、占空比以及波形幅度的控制。这些控制可以通过键盘设定。这就要求对选择的信号发生芯片，选用的单片机有初步的了解，并且对整个系统的结构有个合理地分配。
2.2 方案选择
方案一：直接利用单片机编程产生三角波，方波，锯齿波。
优点：简化了用于产生波形的硬件和软件,特别适用于交流感应电动机和无刷直流电机的速度控制以及变频电源的SPWM 控制。
缺点：编程复杂，波形失真较大，并且不能达到要求输出的高频率信号。
方案二：利用单片机控制波形信号产生芯片,通过单片机，键盘，数码管显示实现波形的数字控制。
优点：控制简单,波形效果好,频率带宽。
缺点：硬件电路复杂。
为了满足设计要求，取得较好的效果。显然方案二较为理想。
2.3 信号发生芯片选择
MAXIM（马克希姆）公司应市场的需求而研制的MAX038芯片是一种只需极少外围电路就能实现高频、高精度输出三角波、锯齿波、正弦波、方波和脉冲波的精密高频函数发生器芯片。内部提供的2.5V基准电压和一个外接电阻和电容可以控制输出频率范围在0.1Hz到20MHz。占空比可在较大的范围内由一个±2.3V的线性信号控制变化，便于进行脉冲宽度调制和产生锯齿波。频率调整和频率扫描可以用同样的方式实现。占空比和频率控制是独立的。辣-文^论'文.网http://www.751com.cn
MAX038型单片集成高频精密函数发生器具有较高的频率特性、频率范围很宽、功能较全、单片集成化、外围电路简单、使用方便灵活等特点。因此在本次设计中选用此信号发生芯片。
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