摘 要

如今电子技术在发展中越来越成熟，信号发生器作为测试的重要仪器，对其的要求也越来越高，传统信号发生器的结构复杂、输出波形精度低、成本高。为了解决这些问题，专门设计了本文中的信号发生器。

论文以课题“基于单片机的信号发生器设计”为背景展开，介绍了信号发生器的发展以及现状，围绕STM32系列单片机进行设计，对系统要实现的功能进行了需求分析，确定了信号发生器的设计方案，给出了硬件电路设计，具体设计了单片机模块、数模转换模块、波形选择模块以及指示模块。并且详细分析了各种波形的产生原理，阐述了各种波形的具体产生方法，给出了关键的软件程序代码。实现了对方波、正弦波、三角波等波形的生成，降低了成本和功耗。

另外在本设计中为了将信号发生器产生的波形信号采集起来，专门运用C#高级语言设计了一款串口通讯上位机软件，该上位机软件依赖于Visual Studio 2010开发平台，运用了C#编程语言的Windows窗体应用程序开发、数据库管理等技术，实现了用串口与单片机进行通讯并对波形数据进行采集，而且能够将历史波形数据保存到Access数据库中，该上位机应用程序界面简洁、具有友好的人机交互性。

关键词：STM32，信号发生器，C#，上位机，串口通信

Abstract

Nowadays, electronic technology is becoming more and more mature in the development. As signal generator plays an important role in testing, the requirements for it are getting higher and higher. But the traditional function signal generator has the disadvantages of complex structure and low waveform accuracy. In order to solve these problems, this paper specially designs a signal generator.

This dissertation take the subject “Design of signal generator based on single-chip” as background, it introduces the development and status quo of signal generator. The design is based on the STM32 series of single-chip, analyses the function of the system, and gives the specific circuit design of hardware and detailed description of the design of every module. Besides, this dissertation gives a detailed analysis of the various waveform generation principle, describe the specific generation of different waveforms. The signal generator in this design achieve a square wave, triangular wave, sine wave and other waveform generation, reduce the cost and power consumption.

In this design, in order to collect the waveform signal generated by the signal generator, I designed a serial communication host computer based on the C# programming language on Visual Studio 2010 development platform. Using the Winform application development, database management and other technologies of C# programming language, this system realize the acquisition of the waveform data and can save the historical waveform data to Access database. This host computer application interface is simple and also has friendly human-computer interaction.

Key words: STM32, signal generator, C#, host computer, serial communication

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 项目背景及意义 1

1.2 信号发生器的发展及现状 1

1.3 论文内容 2

第2章 基于单片机的信号发生器总体方案设计 4

2.1 功能需求 4

2.2 设计方案分析 4

2.3 系统开发环境 4

2.3.1 核心器件 4

2.3.2 开发平台 4

2.4 本章小结 5

第3章 基于单片机的信号发生器硬件设计 6

3.1 硬件系统设计描述 6

3.2 硬件系统总体结构 6

3.3 硬件系统模块设计 7

3.3.1单片机模块 7

3.3.2 D/A转换模块 10

3.3.3 波形选择模块 11

3.3.4 指示模块 11

3.4 本章小结 12

第4章 基于单片机的信号发生器软件设计 13

4.1 嵌入式软件设计描述 13

4.2 嵌入式软件总体结构 15

4.3 嵌入式软件模块设计 16

4.3.1 输入检测模块 16

4.3.2 波形产生模块 17

4.3.3 数据传输模块 21

4.4 上位机软件设计 22

4.4.1 上位机软件设计描述 22

4.4.2 控件分析 22

4.4.3 界面设计 24

4.4.4 内部程序分析 25

4.5 本章小结 26

第5章 总结与展望 27

参考文献 28

附录A 基于单片机的信号发生器电路原理图 29