多信号发生器的硬件电路设计（基于89C51单片机）开题报告

1. 研究目的与意义

单片机是微型计算机的一个十分重要的部分，它有着体积小，控制能力强低电压低功耗，极高的性价比等优势。本设计使用的是at89c51单片机构成的发生器，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。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。

信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器，是电工、电子工业生产和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，以及各种频率的三角波、方波、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，还可以对电子产品和电工整进行指数验证、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的频率中都可以得到广泛的应用。

随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。

在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、材料试验、教学实验、机械振动试验、生物医学、动态分析等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。各类功能的半导体集成芯片的快速生产，使我们研制一种低功耗，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：信号发生器能产生正弦、三角、方波、梯形、锯齿等多种波形和它们的谐波及组合波形，并可以根据实际情况的需要在波形存储器中写入不同的波形，可以随时添加，能满足一般的实验及演示的需要。这些性能确保了高校用户对波形生成能力方面较高的要求,可以满足他们在实验室中的实际应用,生成实验所需的各种复杂、多样、多变的波形。

要求：

1.具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能

3. 研究的方法与步骤

该函数信号发生器采用单片机AT89C51作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换。AT89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将AT89C51再配置键盘、数模转换及波形输出、放大电路等部分，即可构成所需的函数信号发生器。

首先，单片机AT89C51经过程序设计的方法生成各种数字信号，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大。接着，通过按键来控制四种波形的类型选择、和频率数值选择，并由液晶屏1602显示其频率数值

4. 参考文献

[1] 肖金球.单片机原理与接口技术.北京：清华大学出版社，2004. [2] 徐志军.cpld/fpga的开发与应用.北京：电子工业出版社，2002.

[3] 侯伯亨.vhdl硬件描述语言与数字逻辑电路设计.成都：电子科技大学出版社，1997.

[4] 李景华.可编程逻辑器件及eda技术.沈阳：东北大学，2000.

5. 计划与进度安排

1、2022-03-01---2022-03-14：查找资料，完成开题报告。 2、2022-03-15---2022-03-31：进一步研究单片机芯片（8051）和d/a转换，完善开题报告。

3、2022-04-01---2022-04-07：进一步复习单片机所以和设计有关的部分，和数字电路计数器功能的使用。dac0832的工作原理。

4、2022-04-08---2022-05-07：在实验室通过eda软件搭建电路图实现电路的仿真。