2.1波形產生模塊設計2.1.1波形選擇2.1.2頻率調整2.2電壓調整模塊設計2.3電壓放大模塊2.4電源電路模塊設計本設計采用C8051單片機為核心，設計制作了可以步進調節頻率的多波形信號發生器。芯片產生信號的頻率可以通過調整電流、電壓、電阻分別控制。該信號發生器能在100Hz～范圍能輸出可調的正弦波、方波、三角波。輸出穩定性良好。電壓可在0~5V連續調節。信號輸出部分采用低損耗電流反饋型寬帶運放作電壓放大，很好地解決了帶寬和帶負載能力的要求。通過芯片控制數據采集和硬件電路的電壓及頻率顯示，通過鍵盤控制完成頻率調節，操作簡便，實現效果良好。關鍵詞：C8051芯片，芯片，LED數碼顯示管，741方案一：通過單片機控制D/A，輸出三種波形。此方案輸出的波形不夠穩定，抗干擾能力弱，不易調節。方案二：使用傳統的鎖相頻率合成方法。通過芯片，壓控振蕩器搭接的鎖相環電路輸出穩定性極好的正弦波，再利用過零比較器轉換成方波，積分電路轉換成三角波。此方案，電路復雜函數信號發生器怎么用，干擾因素多，不易實現。方案三：利用芯片組成的電路輸出波形。
是精密高頻波形產生電路，能夠產生準確的三角波、方波和正弦波三種周期性波形。以上三種方案綜合考慮，選擇方案三。方案一：采用μA741運放構成的放大器。簡單易于操作。方案二：采用數字電位器控制。數字電位器的數字控制利用串入、并出的加／減計數器在輸入脈沖和控制信號的控制下可實現加／減計數。但在應用中數字電位器需要提供計數脈沖、電源、控制開關等，要比機械電位器在電路使用中復雜。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一。方案一：MCS-51系列單片機是一種高性能8位單片微型計算機。它把構成計算機的中央處理器CPU、存儲器、寄存器、I/O接口制作在一塊集成電路芯片中，從而構成較為完整的計算機。但其內部無模數轉化部件，使用時不太方便。方案二：單片機是完全集成的混合信號系統級芯片，具有與8051兼容的微控制器內核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標準8052的數字外設部件，片內還集成了數據采集和控制系統中常用的模擬部件和其他數字外設及功能部件，而且執行速度快。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案二。方案一：采用LED數碼管。LED數碼管由8個發光二極管組成，每只數碼管輪流顯示各自的字符。
由于人眼具有視覺暫留特性，當每只數碼管顯示的時間間隔小于1/16s時人眼感覺不到閃動，看到的是每只數碼管常亮。使用數碼管顯示編程較易，且顯示達到要求，價格便宜。方案二：采用LCD液晶顯示器。功率小，效果明顯，但價格較高。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一。方案一：矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的按鍵觸點接于由行、列母線構成的矩陣電路的交叉處。當鍵盤上沒有鍵閉合時，所有的行和列線都斷開，行線都呈高電平。當某一個鍵閉合時，該鍵所對應的行線和列線被短路。方案二：編碼式鍵盤。編碼式鍵盤的按鍵觸點接于芯片。當鍵盤上沒有閉合時，所有鍵都斷開，當某一鍵閉合時，該鍵對應的編碼由輸出，此方式鍵盤所需的I/O口少，節省了CPU的容量，反應簡單便捷，反應速度快。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案二。該系統采用單片機作為數據處理及控制核心，由單片機完成人機界面、系統控制、信號的采集分析及信號的處理和變換，采用按鍵輸入，利用數碼管動態顯示電路輸出數字顯示的方案。將設計任務分解為按鍵電路、數碼管顯示電路等模塊。圖2.1為系統的總體框圖圖2.1系統總體框圖2.1波形產生模塊設計此模塊采用構成函數信號發生器。
圖見附圖1。產生信號的頻率可以通過調整電流、電壓、電阻分別控制。所需的輸出波形可由在輸入端設置適當的代碼來選擇，所有的輸出波形都是對稱于地電位的2V（峰-峰值）信號。工作電源為5V。2.1.可以產生正弦波、方波或三角波。具體的輸出波形由地址A的輸入數據進行設置，如表2.1所示（其中X無關）。波形切換可通過程序控制在任意時刻進行，而不必考慮輸出信號當時的相位。表2.1輸出波形控制三角波2.1.2輸出頻率調整方式分為粗調和細調兩種方法。（1）頻率粗調取決于IIN引腳的輸入電流，COSC引腳分別接電容量為號為104的電容（對地）輸出端（19引腳）最大可輸出1MHz或的頻率。單片機數碼管顯示按鍵波形發生器放大電路輸出（2）頻率的細調是在FADJ引腳施加一個2.4范圍的電壓，可使輸出頻率的調節范圍為的輸出頻率還可以由一個電壓源V串聯來控制，輸出頻率f2.2電壓調整模塊設計利用精密電壓基準的輸出電壓是連續可調達36V這一性能來實現大功率可調穩壓電源功能。具體實現電路如圖2.1所示。輸出電壓為的阻值大小，就可以改變輸出基準電壓大小。
在實際應用中輸入電壓5V，R即輸出電壓V=2.5V。.1電壓調整電路2.3電壓放大模塊電壓放大器采用集成運算放大器μA741，該運放由雙電源供電（12V），接成負反饋形式，在2腳和地之間接入滑動變阻器函數信號發生器怎么用，可通過改變滑動變阻器來改變放大倍數，可實現0-5V可調，由6腳輸出信號。見附圖2。2.4電源電路模塊設計由于信號發生器所需的電源較多，特此自制了直流穩壓電源。框圖如圖2.2。18V2.2電源電路框圖交流220V電源電源濾波器電源變壓器整流二極管抑制紋波干擾電路直流穩壓電電源電路原理圖見附圖3。本系統采用三十二位單片機。軟件采用了實時操作系統，并采用其內部轉換器AIN0~AIN7引腳用于接收模擬電壓信號，使其數碼管顯示其接收的電壓值。具體功能有：（1）各個功能的切換；（2）各種參數的設定；（3）頻率步進等。軟件調通后，通過編程器下載到芯片中，然后插到系統中即可獨立完成所有的控制。參考流程圖見附圖4。穩壓電源、示波器、計數器、數字萬用表。的調節和波形選擇端A0、A1的觸發，來改變輸出信號的頻率和信號的種類。時可以改變輸入的電壓，從而改變輸出頻率并且頻率在可調；當頻率選擇端置于10觀察示波器輸出為三角波，頻率輸出范圍與矩形波相同；當頻率選擇置于其它狀態時，輸出正弦波頻率一樣可調。各項指標均達到要求，并且大部分指標優于題目要求。測試數據見表4.1和表4.2：表4.1基本部分測試數據基本要求實際性能產生正弦波、方波、三角波實現輸出頻率可調范圍100Hz～實現輸出信號頻率穩定度優于10-3實現輸出正弦波電壓幅度在1KΩ負載電阻上的電壓峰-峰值0
