1。3 本设计研究的内容及目的

本课题要求设计一个简便、经济、适用的函数信号发生器。该系统设计以STC89C52单片机作为控制芯片，通过程序编程发出正弦波等多种函数波形信号，且波形的频率大小、幅值宽度均可调，再经由D/A转换模块将数字量转换成模拟量，再经过运算放大模块将模拟量进行放大，然后通过连接示波器检测产生的波形。用户可以用键盘来切换波形的类型和频率，其结果通过显示模块显示并且由指示灯分别指示发出波形的种类。

利用单片机设计信号发生器，只要经过简单的程序设计和外围电路，就能获得纯净且稳定的信号，性价比高，可调性强，受到越来越多的电子爱好者的青睐，值得进一步探究。

2 信号发生器的设计

2。1 信号发生器的设计方案

方案一：依据模拟电子技术，采用电路元件构成非稳态多谐振荡器，再根据产生波形的不同加入积分电路或其他部件，从而实现多种波形信号的生成。这种信号发生器产生信号的频率上下限小，且电路组成复杂，电路参数不容易设定，要改变频率的大小基本只能改变硬件电路的结构，有一定的局限性。

方案二：依据直接数字频率合成技术，采用DDS芯片设计信号发生器。运用全数字大规模集成技术制作而成的信号发生器体积小、分辨率高、信号纯净，但是DDS芯片价格不菲，而且电路设计复杂，性价比不高，不能适合进行大范围推广使用。

方案三：利用单片机编程产生数字信号，经过D/A转换模块和运放模块转换为模拟信号并放大，然后输出波形信号，具有性价比高，操作便捷、费电少等优势且产生的信号较纯净，可以大范围推广使用。

方案选择：较方案一而言，方案三产生的信号稳定性高，频率范围大，调试方便；较方案二而言，方案三电路结构简洁，价格便宜。由此可见，方案三既能够满足本课题的基本需求，又能完全发挥出其电路结构简洁，易于控制，性价比高的特长，故选用方案三。

2。2 基本原理及原理图

依据本课题探究的内容及其工作原理分析得，本设计主要由单片机、D/A转换模块、运放模块、液晶显示模块、按键模块、电源模块等构成，系统框图如图2-1所示。电源模块给各个模块提供稳定电源，单片机通过程序编程的方法产生数字信号，D/A转换模块将其转换为模拟电流信号，而运放模块将其转换为电压信号，通过示波器可以监测到对应的波形信号，并在液晶显示模块中呈现出目前输出信号的类型及频率大小。用户通过按键模块切换波形的类别，改变频率的大小，设置步进值。

图2-1 系统框图

2。3 信号发生器的器件选择

1、主控芯片

STC89C52单片机是一种高性能微型计算机。它由中央处理器、存储器、定时器/计数器、中断系统、I/O接口、总线等多种功能器件构成，具有可靠性强、易于扩展、控制性能好、低电压、低功耗、便于嵌入、应用普遍等特点。

2、D/A转换器

DAC0832是8位并行D/A转换器。它是电流输出型芯片，通过外接运算放大器，可以提供电压输出，具有价格低廉、接口简单、连接方便、转换控制容易、低功耗等特点。单片机采用程序设计方法产生的数字量经由DAC0832转换为模拟电流信号，从而获得波形信号。

3、运放器件文献综述

LM358是内部包含两个单独的高增益运放的双运算放大器，适于双电源使用，或电源电压范围大的单电源使用。其输入电压范围大，价格便宜，静态功耗小等优势，在各种电路中应用十分普遍。