基于单片机AT89C51信号发生器设计.doc

基于单片机AT89C51的信号发生器设计 摘 要 在介绍MAX038 芯片特性的基础上,论述了采用MAX038 芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波。 本文重点论述了整机通过D/A转换电路控制MAX038的实现过程，D/A转换电路采用了8位4通道的MAX505来实现。在幅度的控制上采用数字电位器AD5171，该芯片是I2C总线方式控制，文中给出了I2C总线的读写控制程序。系统支持按键操作和上位机操作两种模式。 关键词:函数信号；D/A ；单片机控制 Design of Signal Generator System Based on SCM Abstract Based on the introduction of MAX038 , we discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator. We described the control of the oscillatory frequent , amplitude and the digital display in detail. Thegenerator can output three kinds of waves : sine wave , square wave , triangle wave. This text has exposition the mirco-computer controls the D/A electric circuit of conversion realize the process. In D/A changing electric circuit adopt the 8 bit 4 channel come to realize. Porentiometer AD5171 is adopted in the control of length. This chip is that I2C bus control way. This system supports key-control or computer-control modes. Key words : function signal ； D/A ； single - chip microprocessor control ； 目 录 绪论 1 第一章 系统概述和设计方案 2 1.1 论文的内容和组织 2 1.2方案选择 2 1.3信号发生芯片选择 2 1．4方案框图设计及基本控制原理 3 1.5.1 频段控制调整参数计算 4 1.5.2频率控制细调参数计算 5 1.5.3占空比的数字控制参数计算 6 1.5.4幅度的数控参数实现 6 第二章 系统硬件设计 8 2.1 系统总体设计 8 2.2单片机介绍及外围电路 8 2.3 D/A转换电路（频率，占空比控制电路） 10 2.3.1MAX505的引脚描述 10 2.3.2MAX505的内部结构及原理 11 2.3.3 D/A转换电路的电路说明 13 2.4频段选择电路 14 2.5 幅度控制电路 15 2.6 键盘电路 17 2.7电源电路 18 第三章 系统软件流程图设计 20 3.1 主程序流程图 20 3.2频段处理子程序 21 3.3频率处理子程序 21 3.4幅度处理子程序 22 系统分析与总结 23 参考文献 24 附录 25 绪 论 基于单片机的信号发生器设计，该课题的设计目的是充分运用大学期间所学的专业知识，考察现在正在使用的信号发生器的基本功能，完成一个基本的实际系统的设计全过程。关键是这个实际系统设计的过程，在整个过程中我可以充分发挥自动化的专业知识。特别是这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个有特殊功能的信号发生芯片，可以产生一系列有规律的幅度和频率可调的波形。这样一个信号发生装置在控制领域有相当广泛的应用范围。 在现代社会中，自动化技术已经渗透到社会生活的各个领域中。在超声波测量技术中,超声换能器(发射换能器和接收换能器) 是超声波检测技术的核心部件。高精度、宽频率范围、高稳定性的激励源对于发射换能器及超声检测系统性能的改善和提高起着至关重要的作用。传统的波形发生器通常由晶体管、运放IC 等分离元件制成。与此相比,基于集成芯片的波形发生器具有高频信号输出、波形稳定、控制简便等特点。其中，信号发生器是自动化领域中的一个典型应用。因为现代的自动化控制中基本都会利用信号来控制设备的工作。利用信号的产生进行仪器的控制已经