国外Agilent公司生产出从基带到500GHz的波形发生器，在很多领域范围内都获得了较多的应用，比如说卫星系统和雷达等；其自主研发的脉冲发生器能够输出13.5GHz的频率。Tektronix公司生产的多功能波形发生器能够生成各种数字信号和模拟信号，如模拟传感器的信号、数字码流信号等。这两大公司在波形发生器方面进行了颇有成效的研究和开发，他们的代表产品无论在技术还是市场方面都在全世界处于领先地位。

国内北京普源精电公司生产的信号发生器可以生成任意波、调频信号、调制波、脉冲波等信号，还可以作为码型发生器、函数发生器来使用，最高输出频率可达1GSa/s，性能与国外同类产品基本没有区别。总之，波形发生技术将会变得更加智能和精确、功能更加多样，相信以后的波形发生器会更加灵巧，更加便于操作。

1.3本文的主要内容

本课题基于单片机设计一种波形发生器。通过程序的编写和硬件的构思连接，最终可产生方波、三角波、正弦波等基础波形。

本设计主要以单片机AT89C52为控制核心；硬件电路设计包括复位电路、调幅电路、按键电路、D/A转换电路、显示屏等；软件部分包括三种波形的子程序、延时控制、按键控制、键盘扫描等。

本次设计的主要通过按键电路与调幅电路向单片机发送请求，单片机经过软件对请求进行处理，通过D/A转换电路输出波形。最后可输出波频率0~2000Hz、振幅0~5V可调的波形。

软件程序用C语言编写，在Keil开发环境下编译运行生产hex文件。在Proteus中绘制硬件部分原理图，将生成的hex文件添加到AT89C52单片机中，最后实现仿真。

本文第一章介绍了波形发生技术及波形发生器的发展与现状，阐述了波形发生技术的目的与意义，提出本次课题所需要完成的任务与要求。第二章介绍了波形发生器的方案分析。第三章介绍了硬件部分主要电路的设计，以及所需要使用的元器件。第四章说明了软件部分程序的编写和调试，以及电路的软件仿真。第五章主要是所使用的仿真软件介绍，调试流程的介绍以及具体仿真结果。

第二章波形发生器的设计

2.1引言

在这次的设计中，我仔细地考虑了各种要求和最终期望，最终拟定了一个方案：把AT89C52单片机作为控制器，把DAC0832接在P0口，接收控制器输入的信号并进行数模转换，经过运放输出波形。矩阵键盘接在P2口，液晶显示屏LCD1602则接在P1口，最终显示当前波形的种类、频率和幅值。经过开关按键控制产生波形的种类和频率，而幅值则由接在P2口的振幅电路所控制，然后控制器对源程序的读取控制P0口生成相应波形即正弦波、方波、三角波。波形的频率、幅值和种类都可以在一定的范围内可调，通过运放LM358N完成DAC0832电流到电压的转变，也就是将数字信号转变为模拟信号。当我们按下按键，就把所想产生的波形参数存起来，如波形种类、频率等。在对波形进行采样时，我对正弦波、三角波、方波都仅仅取了32个点，这样频率的值就会比较大，利于波形的合成，最后把幅值点累加起来后输出一幅波形。

2.2发生器各部分设计思路

2.2.1信号发生部分

方案一;可以使用分立元件或者MAX038，主要生成方波、三角波和正弦波，其输出频率由外部电路来实现改变。此方案的优点在于技术相较成熟，之前此类设计较多，所以方便参考。但是元器件会比较多，无法准确生成想要的波形，灵活性很差[5]。

方案二：使用锁相式频率合成方案，锁相式频率合成可以将足够稳定和精准的规范频率，通过四则运算生成一样稳定精确的离散频率[5]。它从某种程度上实现了频率稳定精准且大范围可调的要求。缺点也很明显，就是只能生成正弦波，不能生成任意波形。除此以外，其频率也受到很多因素的限制。