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摘 要

信号发生器又称信号源或振荡器，可以输出各种频率的波形和电平电信号，其信号通常作为信号源或激励源，被广泛用于测试电信系统或设备参数，在生产实践和科技领域中都有着重要的作用。本文设计的低频信号发生器以STC89C52单片机为控制核心，通过编程产生数字信号传送到D/A转换电路，再由D/A转换电路将数字量转换成模拟量，经过滤波放大电路，输出电压，最终在示波器上显示出波形。其中所输出的信号类型与信号频率，可通过按键进行选择并在LCD显示屏上实时显示信号信息。经过实验表明，本设计的低频信号发生器可产生正弦波、锯齿波、三角波和方波四种波形。

关键词：信号发生器，STC89C52，D/A转换

Abstract：Signal generators, also known as signal sources or oscillators, can output waveforms and level electrical signals of various frequencies. Their signals are often used as signal sources or excitation sources and are widely used to test telecommunication system or device parameters in production practice and technology. There is an important role in the field. The low-frequency signal generator designed in this paper uses STC89C52 single-chip microcomputer as the control core. The digital signal is transmitted to the D/A conversion circuit through programming, and then the digital quantity is converted into analog quantity by the D/A conversion circuit. After filtering and amplifying the circuit, the output voltage is The waveform is finally displayed on the oscilloscope. The type of signal output and the signal frequency can be selected by pressing the button and displaying the signal information in real time on the LCD display. Experiments show that the low-frequency signal generator of this design can generate four waveforms: sine wave, sawtooth wave, triangle wave and square wave.

Keywords：Signal generator，STC89C52，D/A conversion

目 录

1 绪论 4

1.1 课题背景 4

1.2 信号发生器的发展和现状 4

1.3 设计的目的和意义 5

2 设计方案 6

2.1 总体系统设计 6

2.2 设计方案的选择 6

2.3 原理介绍 7

3 硬件设计 7

3.1 总电路设计 7

3.2 单片机最小系统 8

3.2.1 晶振电路 9

3.2.2 复位电路 9

3.3 按键控制电路 10

3.4 LCD显示电路 11

3.5 D/A转换电路 12

3.6 放大电路 13

4 软件设计 14

4.1 软件设计总流程 14

4.2 按键流程图 15

4.3 D/A转换流程图 16

4.4 液晶显示流程图 17

5 系统调试与运行 18

5.1 软件仿真 18

5.2 硬件实验 20

5.2.1 实物介绍 20

5.2.2 硬件调试 21

结论 24

参考文献 25

致谢 26

附录A 元件清单 27

附录B 源代码 28

1 绪论

1.1 课题背景

信号发生器是一种常用的信号源，在无线电通信、自动控制、教学实验等领域中，发挥着重要的作用。传统的信号发生器大多是由模拟电路构成的，利用振荡回路产生波形，频率则通过机械驱动可变原件来改变。但是在输出低频信号时，由于需要极大的RC值，导致参数的精准度不能得到保障。并且体积和功耗都大。数字式信号发生器, 虽然低频特性好, 但体积大, 价格贵^[1]。而如今，随着科技的不断进步，信号发生器的发展也与时俱进，推陈出新，许多种类、不同功能的信号发生器水到渠成、应运而生。如可用程序控制的正弦信号，是利用适当的接口芯片与信号发生器配合产生的，与传统正弦信号发生器相比，有着极大的优势，甚至可以直接替代传统正弦信号发生器，在系统的集成化和程控化的测试中非常有利。因为信号发生器的价格低、体积小，运行稳定可靠、速度快，集成度高，所以在智能化仪器、数据采集等技术中得到了广泛的应用，也使得工程技术多学科中出现了一个专门研究信号发生器应用的领域，其应用产生了极高的经济效益和社会效益。

低频信号发生器往往应用于生产实践和工程教育中，同时，正弦波、方波和锯齿波作为常用的基本测试信号，在我们的日常生活和一些科学研究中随处可见、不知凡几，是生产与研究中不可缺少的一部分。信号发生器作为一种在科研、测控、通信等领域中不可或缺的普遍使用的电子仪器，，应用广泛。然而目前市面上所存在的信号发生器，面对实验、测试、检修等实际应用需求，在频率宽度及程控等多方面都不能很好的满足其社会应用需求，因此需要对信号发生器进行更进一步的开发和研制。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种高精度、宽频带、能产生多种波形并具有程控等多功能函数发生器成为可能^[2]。

1.2 信号发生器的发展和现状

信号发生器作为一种被普遍使用的测量仪器^[3]，其发展可以追溯至很久以前。早在二十年代，电子设备出现时，信号发生器也紧跟其后产生了。进入四十年代后，由于通讯和雷达技术的不断发展，测试接收机的标准信号发生器也产生了，与此同时，伴随着标准信号发生器一起被制造生产的还有脉冲信号发生器。这段时期出现的的标准信号发生器的性质从定向分析的测试仪器变为了定量分析，而脉冲信号发生器的作用是测量脉冲电路和制作脉冲调制器。

六十年代后，信号发生器的发展突飞猛进^[4]，步入了一个全新的阶段，此时函数发生器被制造生产出了。这一时期出现的该仪器结构主要构成于模拟集成电路或分立原件，较为复杂，并且可产生的波形较少，仅能产生正弦波、方波和三角波等几种简单的波形。

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