1、 第 1 页 共 27 页 目录 1 1 波形发生器概述波形发生器概述 1 1 1.1 波形发生器的背景 1 1 1.2 波形发生器的发展状况 1 1 2 2 设计要求设计要求 2 2 3 3 硬件设计硬件设计 3 3 3.1 设计方案 3 3 3.1.1 3.1.1 系统总框图系统总框图 3 3 3.2 8255 可编程通用并行接口芯片 4 4 3.3 DAC0832 芯片 . . 6 6 3.4 ADC0832 芯片 . . 7 7 3.5 51 单片机原理. 3.6 硬件原理图设计. 4 4 软件设计软件设计 8 8 4.14.1 软件框图设计软件框图设计 4.2 源程序代码源程序代码
2、5 5 系统调试及分析系统调试及分析 1717 5.1 运行结果 1717 5.2 软件调试错误及处理软件调试错误及处理 1919 5.3 硬件接线调试硬件接线调试 1919 6 心得体会心得体会 1919 参考文献参考文献 1919 附录 1 2020 第 2 页 共 27 页 1.1.波形发生器概述波形发生器概述 1.11.1 背景背景 波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设 计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件 的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。在 电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量
3、仪器、仪表和计算机等技术领 域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集 成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。 用集成电路实现的信号波形发生器 与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有 了很大的提高。 1.21.2 波形发生器的发展状况及应用波形发生器的发展状况及应用 波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高 稳定性、 可重复性和易操作性的电子仪器。 函数波形发生器具有连续的相位变换、 和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、 波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，
4、组成自动测试系统， 因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。 在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介 于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准 波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的 波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格 贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。同 时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节， 因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。 在 70 年代后，微处理器的出
5、现，可以利用处理器、A/D/和 D/A，硬件和软 件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。这时期的波形发生器多以软 件为主，实质是采用微处理器对 DAC 的程序控制，就可以得到各种简单的波形。 90 年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是 HP 公司推出 了型号为 HP770S 的信号模拟装置系统，它由 HP8770A 任意波形数字化和 HP17 76A 波形发生软件组成。HP8770A 实际上也只能产生 8 中波形，而且价格昂贵。 不久以后，Analogic 公司推出了型号为 Data-2020 的多波形合成器，Lecroy 公司生产的型号为 9100 的任意波形发生器等
6、。 到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过 GHz 的 DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003 年，Agilent 的产品 33220A 能够产生 17 种波形，最高频率可达到 20M，2005 年的产品 N 6030A 能够产生高达 500MHz 的频率，采样的频率可达 1.25GHz。由上面的产 品可以看出，函数波形发生器发展很快近几年来，国际上波形发生器技术发展主 要体现在以下几个方面： 第 3 页 共 27 页 （1）过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得 波形发生器能应用于越来越广的领域。 波形发生器软件的开发正使波形数据的输 入变得更加方便和容易。波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数 段把波形数据存入存储器。同时可以利用一种强有力的数
