1。2 国内外发展现状

1。3 本课题的目的和内容

以往此类课题的设计，波形一般是固定的、不可调节的，而且仅限于仿真软件的 模拟，仅停留在理论上的设计，并没有完成实物的制作。本课题的设计弥补了以上的 一些缺陷，先进行了电路的设计，然后完成了实物制作，最终可以与示波器相接并在 屏幕上显示出相应的波形。波形信号可变换不同的波形，频率和幅值也能调节。本次 课题主要完成以下内容：

（1） 确定设计方案，选择各模块元器件，了解模块的结构和功能；

（2） 学习 Alitum designer，画出各个模块的原理图并绘制出原理总图；

（3） 学习 Keil 软件，进行程序软件的编译；

（4） 把程序加载到 Proteus 中，进行仿真测试；

（5） 制作出实物，与示波器连接完成调试。

第二章 信号发生器的方案设计

本论文题目是：基于单片机的信号发生器的设计，要求以单片机为核心控制，通 过电子元件连接、各模块的组合以及程序的编译，最终能在示波器上实现几种简单波 形信号的生成，并要求信号的波形 、频率和幅值可调。

2。1 方案的初步构思

根据设计的要求和资料的查询，排除了一些制作方案。比如：RC 桥式振荡器， 此方案能实现频率，幅值的调节，但幅值不够稳定且波形失真较大，不符合本次设计 要求。上文提到的 DDS 技术能满足所有的信号要求，但制作要求超出了自己的实际 能力，而且芯片较昂贵，所以也放弃了此方案。后来在老师的引导下并且根据自己的 实际情况，决定以 STC89C51 芯片为控制部分设计一个信号发生器，既可以满足设计 的要求，制作相对简单，价格也在承受范围内，是一个较为理想的设计方案。

方案的最初构思如下：以 C51 为控制核心，通过程序的编译，把程序烧录入芯 片后，经过数模转换，将单片机输出的数字量转换为示波器可以接收的模拟量，然后 在显示屏上显示出信号的示意波形以及频率，最终在示波器上，通过程序的控制，按 钮的选择，显示出信号的波形、频率和幅值。

2。2 主要元件的选择

控制芯片已经选择了熟悉的 C51；8 位的分辨率就可以达到设计要求并根据所需 的电压，D/A 转换选择了 DAC0832；D/A 输出的是电流信号，这里要用到 I/V（电流 转换为电压）电路，转换为显示屏需要的电压信号，有两种器件可供选择：LM324 和 LM358。本次设计需要用到两次转换，第一次将数模转换后的电流转化为电压， 第二次使电压信号变得稳定，平滑。LM358 自带两组完全相同的运放，而 LM324 为 四组运放，两者都满足要求，LM358 失调电压相对小些，考虑到波形稳定问题，我 选了 LM358 作为运放电路；显示屏的选择也做了对比： LED 显示器和 LCD1602 显 示屏。选用 LED 显示器需要外接电阻来控制电流的大小，另外需要接三极管来控制 发光二极管的导通，最终实现数字的显示。而液晶显示器不光可以显示数字还可以显 示字符，即在显示频率的同时显示对应的波形，但是成本比较高。相比电路的复杂程 度和实现效果，最终选择了 LCD1602 作为显示器。

电路设计需要的其他元件有的可以直接确定，如：发光二极管，按键，晶振等， 有的要通过计算才能确定，如：电阻，电容。另外电路的连接还需要排针，电路板， 导线等等。

2。3 硬件电路设计方案

此次硬件电路主要分为三个部分：单片机电路，显示电路和数模转换电路。 单片机电路就是一个最小单片机系统，包括电源 VCC ，复位电路和晶振电路。