设计要求:

1)、利用单片机采用软件设计方法实现三种波形的产生

2）、三种波形可以通过键盘控制

3）、可以调波形频率

4）、要显示各自波形的种类及其频率

2.1方案设计与论证

2.1.1 信号发生电路方案论证

方案一：利用单片机 来进行控制D/A转换器，实现 三种波形的产生。此方案输出的波形 不够稳定，不易 调节，抗干扰 能力弱。但此方案电路 相对简单、成本较低。

 方案二：利用以往的锁相 频率合成方法。通过芯片IC145152，压控振荡 器搭接的锁相环电路输出 稳定性极好的正弦波，再利用过 零比较器转换 成方波，积分电路转换成三角波。此方案，电路比较复杂，干扰因素较多，不容易实现。

方案三：利用MAX038芯片组成的电路 输出波形。MAX038是一种精 密高频波形产生 电路，能够产生准确的正弦波、方波和三角波三种周期性波形。但此方案成本较高，程序复杂度高。

通过对以上三种方案的进行综合比较，决定选择方案一。

2.1.2 单片机的选择论证

方案一：AT89C51单片机是一种高性能的8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。

方案二：C8051F005单片机是一种完全集 成的混合信号系统 级芯片，具有和8051兼容的微控制器内核，完全兼容MCS-51指令集。不仅具有标准8052的数字外设部件，而且片内还集成了数据 采集和控制系统中常用的模拟 部件和其他数字外设 和功能部件，并且执行速度快。但其价格较贵。

通过对以上两种方案进行综合比较，决定选择方案一。

2.1.3 显示方案论证

方案一：采用LED数码管。LED数码管是由8个发光二极管构成的，每个数码管轮番展现各自的字符。考虑到人眼具有视觉暂留的特性，当每个数码管展现的时间间隔小于1/16s时人眼是感觉不到闪动的，看到的是每个数码管一直亮。使用数码管展现编程较易，但要展现内容多，而且数码管没有展现字母的功能。

方案二：采用LCD液晶显示器1602。其功率小，效果明显，展现的编程容易得到控制，可以展现字母。

通过对以上两种方案进行综合比较，决定选择方案二。

2.1.4 键盘方案论证

方案一：矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都要断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路。

方案二：编码式键盘。编码式键盘的按键触点接于74LS148芯片。当键盘上没有闭合时，所有键都断开，当某一键闭合时，该键对应的编码由74LS148输出。

通过对以上两种方案进行综合比较，决定选择方案一。

2.2 总体系统设计

本设计采用单片机作为数据处理和控制核心，由单片机来完成人机界面、系统的控制、信号的采集分析以及信号的处理及变换，采用按键输入来进行控制，利用液晶显示作为电路输出数字显示的方案。将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模