中图分类号:TN431 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2011)05-0087-04

基于单片机的信号发生器设计

田 蛟,展文豪,张宏伟

(军械工程学院光学与电子工程系,石家庄050003)

摘 要:该信号发生器以AT89C52单片机和DAC0832芯片为核心进行设计。单片机和D/A芯片通过直接数字合成技术来生成正弦波、三角波和方波,波形的类型和幅度在一定范围内可变。介绍了该信号发生器波形产生的原理、硬件电路和软件编程。该信号发生器具有价格低、性能稳定、升级方便的优点。

关键词:信号发生器;AT89C52;D/A转换

Designofwaveformgeneratorbasedonmicrocontroller

TIANJiao,ZHANWen hao,ZHANGHong wei

(DepartmentofOpticsandElectronicsEngineering,OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003,China)

Abstract:ThewaveformgeneratorfiguredtheAT89C52andDAC0832asthehardcore.ThemicrocontrollerandDAC0832generatesinewave,trianglewaveandsquarewavebythetechnologiesofdirectdigitalfrequencysynthesize(DDFS).Thetypeandscopecanbechangedinthecertainrange.Itintroducedthetheoryofwavegeneration,hardwareandsoftware.Thewaveformgeneratorhasthemeritofcheap,stabilitycapabilityandfacilityupgrade.Keywords:waveformgenerator;AT89C52;D/Aconversion

0 引言

信号发生器亦称函数发生器,是一种能产生各种函数波形的仪器。在现代电子学的各个领域,常常需要高精度和频率方便可调的信号发生器。产生信号频率越高,波形种类越多,发生器的性能越好,但随之而来的是,器件成本和技术要求也会大大提高。

利用单片机通过程序设计方法来产生低频信号,其频率底线很低,具有线路相对简单、结构紧凑、体积小、价格低廉、频率稳定度高、抗干扰能力强、用途广泛等优点,而且如果想产生新的波形时,只需对程序进行修改即可。

介绍了一种利用AT89C52单片机和DAC0832D/A转换芯片组成的数字式低频信号发生器,通过键盘控制,可输出常见的正弦波、矩形波、锯齿波,并且由液晶显示输出波形的类型和频率。波形信号频率范围为1Hz~10kHz,信号电压范围-5V~5V,并且输出电压幅值可以在0V~5V范围内调节。

1 工作原理

信号发生器采用直接数字合成技术。基本原理为采样定理:抽样频率必须大于或等于两倍信号谱的最高频率。因此,通过查表法来让单片机产生波形。首先,对需要产生的波形进行采样,将采样值数字化存入单片机存储器作为查找表,然后再通过查找表将数据读出,经过DAC0832D/A转换芯片转换成模拟量,把存入的波形重新合成出来。由于该信号发生器以模拟量形式输出的波形是在单片机内部存储的数字信号的通过程序控制下形成的,所以在构建波形时,具有时域、频域和视觉上的灵活性。

任意波形函数发生器是根据存储器中预先存储的数据表来产生波形的,现以正弦函数U(t)=Umsin2 ft为例说明波形产生过程。首先要建立波形数据表,由于DAC0832为8位数字输入,其输出

收稿日期:2010-11-08

作者简介:田蛟(1987-),男,硕士研究生,研究方向为系统性能检

测与故障诊断。