設(shè)計要求
以MCS-51系列單片機為控制器件，用C語言進行程序開發(fā)，結(jié)合外圍電子電路，設(shè)計一款函數(shù)信號發(fā)生器系統(tǒng)；
能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和鋸齒波4種波形；
擴展鍵盤輸入電路，用于切換波形類型、設(shè)定頻率大小和步進值；
LCD1602顯示電路實時顯示當(dāng)前波形類型、頻率值等信息；
波形頻率值調(diào)節(jié)范圍：10~100Hz；
頻率步進值調(diào)節(jié)范圍：0.1~10Hz；
系統(tǒng)概述
本文基于51單片機設(shè)計的函數(shù)信號發(fā)生器系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和鋸齒波4種波形，且波形頻率可調(diào)，調(diào)節(jié)幅度為10~100Hz。
系統(tǒng)由5V供電模塊、AT89C51單片機最小系統(tǒng)、DAC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、LM358放大電路、LCD1602液晶顯示電路、按鍵電路和LED指示燈電路組成。
系統(tǒng)框架如下所示：
工作原理為：單片機產(chǎn)生的數(shù)字信號，經(jīng)DAC0832轉(zhuǎn)換為模擬信號，再通過LM358運算電路放大后，輸出4種頻率可調(diào)的波形。
波形的類型和頻率值由LCD液晶顯示，波形的切換和頻率的調(diào)節(jié)由按鍵控制。同時，4個不同色彩的LED分別作為不同波形的指示燈。
仿真電路圖
原理圖
仿真結(jié)果分析
打開函數(shù)信號發(fā)生器仿真文件，雙擊單片機加載Signal.hex文件（位于C程序文件夾內(nèi)），運行仿真，結(jié)果如下。
LCD1602液晶第一行顯示W(wǎng)ave：Sine，第二行顯示Freq：10.0Hz。表示當(dāng)前初始化波形為10Hz的正弦波，同時與正弦波相對應(yīng)的綠色LED燈點亮。
此外，系統(tǒng)會自動彈出示波器窗口，顯示該波形。本系統(tǒng)中，信號輸出端接示波器的A通道。
仿真運行時，如果不小心關(guān)閉示波器窗口或者未彈出示波器窗口，鼠標(biāo)右擊示波器，在下拉菜單中點擊Digtal Oscilloscope即可恢復(fù)。
系統(tǒng)中，四個按鍵用于控制波形類型的切換、頻率值的增減以及頻率步進值的增減。
點擊“切換”鍵，可實現(xiàn)正弦波、方波、三角波和鋸齒波4種波形間的來回切換；
在波形頻率顯示模式下，“增加”和“減少”鍵用于增減當(dāng)前波形的頻率大小，系統(tǒng)默認頻率步進值為0.1，即按下一次“增加”或“減少”鍵，頻率的改變幅度為0.1Hz。
例如，我們將波形切換至方波，將其頻率設(shè)定為14.5Hz，結(jié)果如下。此時，與方波對應(yīng)的紅色LED燈點亮。
當(dāng)按下“步進”鍵后，系統(tǒng)進入步進調(diào)節(jié)模式，如下圖所示。LCD顯示Step value：0.1，表示當(dāng)前步進值為0.1Hz。此時，“增加”和“減少”鍵，用于改變步進值的大小。
例如，我們設(shè)定頻率步進值為3Hz，結(jié)果如下所示。設(shè)定完成后，再次按下“步進”鍵，系統(tǒng)退出步進調(diào)節(jié)模式，返回頻率顯示模式。這時，按下“增加”或“減少”鍵，頻率值的改變幅度就為3Hz。
下面，我們設(shè)置系統(tǒng)輸出頻率為50Hz的三角波和80Hz的方波，結(jié)果如下。
綜上所述，函數(shù)信號發(fā)生器仿真電路運行效果滿足設(shè)計要求，驗證成功。
資源內(nèi)容
（1）基于51單片機的函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計論文完整版；
（2）Keil C程序；
（3）Proteus仿真；
（4）原理圖文件；
（5）Visio流程圖文件；
（6）元器件清單；
（7）參考資料；
資源截圖
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