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1、1 前 言常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的，但这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，并且体积和功耗都很大，并随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统函数信号发生器日益更新，单片机能产生高精度 快速变换频率 输出波形失真小的优先选用技术。函数信号发生是各种测试和实验过程中不可缺少的工具，在通讯、测量、雷达、控制、教学等领域应用十分广泛。不论在生产 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，并且，单片机设计的信号发生器克服传统方法的缺点，能输出更好波形。本课题采用的是以89S52为核心，结
2、合DAC0808实现程控一般波形的低频信号输出，可产生方波、三角波、正弦波等多种波形，波形的周期可用程序改变，具有线路简单 结构紧凑 性能优越等特点，并且它具有功能丰富稳定、价格便宜、操作方便特点，具有一定的推广作用。2 正 文 2.1 信号发生器的情况信号发生器在工业领域的各个方面应用很广，信号发生器是作为电子测量激励源的信号来源。她可以是正弦波或其它模拟函数，数字脉冲、二进制码或纯任意波形在电子工程、通信工程、自动控制、遥控仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可恨方便的构成各种信号波形发生器。信号发生器可以提供“理想”的波形
3、。同时满足模拟信号和数字信号要求。采用采样技术，构建和改变几乎可以想到的任意形状的波形。数字信号发生器的功能是在满足计算机总线需求和类似应用而优化的。这些功能包括加快型开发速度的软件工具，也可能包括为匹配各种逻辑系列而设计的探头之类的硬件工具。用集成电路实现的信号性能指标，都有了很大的提高。如前所述，从函数发生器到任意信号发生器到码型发生器，当前几乎所有高性能信号发生器都基于数字结构。为通常不可能只使用电路本身在所需的时间和地点创建可以预测的失真。在存在这些失真的信号时。DUT响应可以揭示其处理落在正常性能条件外的极限情况。信号发生器即可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪 频谱仪及其
4、它部分自动测试设备的组成部分，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使用相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。美国安捷伦生产的33250A型函数/任意波形发生器可以产生稳定、精度和低失真的任意波形，其输出频率范围为1uHz80MHz,而输出幅度为10mVpp10Vpp,该公司生产的8648D射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达9kKz4GHz。国产SGI1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分频率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围为1uHz60MHz；国产SI000型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用DD
5、S和锁相技术，使频率范围从1uHz1024MHz能精确到分辨率到100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是一台高精度的标准型号发生器。还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是信号发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。 目前，市场上的函数发生器多种多样，一般按频带分为以下几种：超高频：频率范围1MHz以上，可达几十兆赫兹。高频：几百KHZ到几MHZ。低频：频率范围从几十HZ到几百KHZ等。高频、低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即RC振荡电路，通过改变电阻值和电容，改变频率。用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种。即
6、正弦波和脉冲波，并且其零点不可调，而且价格比较贵，一般在几百元左右。在实际应用中，一般用中频，即几十HZ到几十KHZ。用单片机89S52，加上一片DAC0808，就可以做成一个简单的信号发生器，其频率受单片机运行的程序控制。我们可以把各种波形的程序，写在ROM中，装入本机，按用户的选择。运行不同的程序，产生不同的波形。再在DAC0808输出端加上一些电压变换电路，就完成一个频率、幅值、零点均可调的多功能信号发生器的设计。这样的设计的成品体积小、价格便宜、频率适中、便于携带。2.2 方案的比较 方案一：采用单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用D/A
7、转换器的输出来改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二的电路复杂，频率覆盖系数难以达标等缺点，所以决定采用方案三的设计方法。它不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法来实现
8、，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。3结 论本论文设计是基于单片机的函数信号发生器，主要是以软件为主，硬件为辅。能实现输出正弦波 方波 三角波等波形。回顾起此次单片机的文献综述的编写，我仍感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，在好几个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得
9、出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对单片机汇编语言掌握得不好,通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次毕业设计的综述终于顺利完成了，感谢大家。参考文献 1 李建忠主编单片机原理及应用M西安：西安电子科技大学出版社，1998 2 潘松，王国栋主编VHDL实用教程M成都：电子科技大学出版社，2000 3 常晓明主编Verilog-HD
10、L实践与应用系统设计M北京：北京航空航天大学出版社,2003 4 宗荣芳.智能函数信号发生器的设计J.信息技术与信息化，2007，（02） 5 刘建成.基于DDS9834的函数信号发生器的设计J.现代电子技术，2007（02）6 童诗白.模拟电路技术基础M.北京：高等教育出版社，2000.171202.7 杜华.任意波形发生器及应用J.国外电子测量技术，2005.1：3840.8 张友德.单片微型机原理、应用与实践M.上海：复旦大学出版社，2004 9 程朗.基于8052单片机的双通道波形发生器的设计与实现J.计算机工程与应用，2004.8：100103.10 张永瑞.电子测量技术基础M.西安
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