1、1 低频函数发生器低频函数发生器 摘摘 要：要：函数发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本 设计是基于 C8051F410 单片机设计的低频函数发生器，可产生三角波、方波、正弦波，其波形的频率、峰 -峰值可以通过程序控制改变。 关键词：关键词：信号发生器；单片机；波形 0 0 引引 言言 在电子系统中经常需要采用频率和幅度可调的低频信号发生器。 但市面上能看到的仪器 在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。本系统可 以产生正弦波、方波、三角波，其频率范围为 0.1Hz100Hz，步进 0.1Hz，峰-峰值范围为 0V20
2、V，步进 0.1V；系统通过 LCM3310 显示屏显示其输出波形名称、频率、峰-峰值；并 可通过按键改变其输出波形、频率、峰-峰值；通过串口与上位机通信，并实时显示及改变 输出波形、频率、峰-峰值。该低频信号发生器具有低功耗、程控性、高稳定性、结构简单 等特点。 1 1 基本原理基本原理 C C80518051F F410 410 电源模块电源模块 串口通信模块串口通信模块键盘输入模块键盘输入模块 波形输出模块波形输出模块 PCPC机机 LCMLCM显示模块显示模块 图 1 低频函数发生器系统框图 系统框图如图 1 所示， C8051F410 单片机是系统的核心控制芯片， 通过其 IDAC
3、功能模 块和定时器模块产生波形信号； 波形输出模块主要是将核心控制芯片的 IDAC 输出的电流信 号转换为电压信号，并将其放大，达到设计指标；键盘输入模块用于调整波形名称、频率、 峰-峰值；NOKIA3310 显示屏为该系统的 LCM 显示模块，用于显示输出波形名称、频率值、 峰-峰值； 串口通信模块实现了与 PC 的实时通信。 用户既可以通过系统按键调节低频函数发 生器的输出波形、频率、峰-峰值，又可以通过 PC 机界面调整低频函数发生器输出波形的 参数并显示。为了减小电源纹波噪声的干扰，本系统采用线性稳压电源作为供电电源，为系 统提供+5V 和15V 直流电压。 *指导教师:吴兴波(196
4、4-),男,吉林通化人,吉林化工学院副教授,主要从事电子技术方面的研究. 联系电话:13843227079. 2 2 硬件电路设计硬件电路设计 2 2.1 2.1 主系统主系统电路设计电路设计 C8051F410 内部包含一个低压降稳压器（REG0）1。从 VREGIN 引脚输入到 REG0 的 电压可达 5.25V。REG0 的输出可以用软件选择 2.1V 或 2.5V。当被使能时，REG0 的输出连 到 VDD 引脚，为微控制器核供电，并可为外部器件提供电源，稳压器的输入（VREGIN） 和输出（VDD）与地之间都应接入一个起保护作用的旁路电容（4.7uF+0.1uF） 。 键盘电路由五个按键组成，分别为“波形选择” 、 “模式选择” 、 “频率+10Hz（峰-峰值 +10V） ” 、 “频率+1Hz（峰-峰值+1V） ” 、 “频率+0.1Hz（峰-峰值+0.1V） ” 。波形按键用于选择 输出波形信号，可以选择正弦波、方波、三角波；模式按键用于选择需更改波形的频率、峰 -峰值等参数，+10、+1、+0.1 按键用于在模式选择确定的基础上更改参数值，分别在原
