201411-5基于单片机的智能可调低频脉冲信号源的研制_焦明克

基于单片机的智能可调低频脉冲信号源的研制

焦明克，楼林，

耿西亮，焦琳，张鹏，张文远，张新

[摘要]

目的：研制能够输出频率、占空比和幅值独立可调的低频脉冲信号源发生器。方法：采用STC89C52单片机系

统产生低频脉冲信号。应用D/A 转换器DAC0832将单片机产生的数字信号转换为模拟信号，最终进行滤波和预放

大。该输出信号的频率、占空比和幅度可通过程序和按键控制调节，输出信号参数可通过LCD1602液晶进行实时显

示。结果：采用TEKTRONIX 示波器对输出信号进行检测，该信号源输出脉冲信号频率可调范围为0~2kHz 、步进为0.5Hz ，

占空比可调范围为10%~80%，输出电压峰值为0~5V 。结论：该智能低频脉冲信号源结构紧凑、灵活可控，能够保证输出低频脉冲信号准确可靠。[关键词]低频脉冲；单片机；信号源；占空比；独立可调

[中国图书资料分类号]R318.6；TP346[文献标志码]A [文章编号]1003-8868（2014）11-0012-04

DOI ：10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.11.012

Development of intelligent adjustable low frequency pulsed

signals generator based on single chip

JIAO Ming-ke,LOU Lin,GENG Xi-liang,JIAO Lin,ZHANG Peng,ZHANG Wen-yuan,ZHANG Xin

(Department of Biomedical Engineering,Urumchi General Hospital of

Lanzhou Military Area Command,Urumqi 830000,China)

Abstract Objective To design and complete low frequency pulsed signal generator with the frequency,duty cycle and amplitude independently adjustable.Methods The single chip system was designed to generate low frequency pulsed sig -nals,and then the digital signals were converted into analogy signals through DAC0832chip.Finally the analogy pulsed signals were filtered and amplified.The frequency,duty cycle and amplitude of the output pulsed signals could be adjust -ed by button.In addition,the parameters of the output signals could be displayed in real time by LCD1602liquid crystal screen.Results The results of measurement of TEKTRONIX oscilloscope showed that the signals generator could output satisfied signals with frequency range between 0and 2kHz,stepped by 0.5Hz,duty cycle range from 10%to 80%,volt -age range from 0to 5V.Conclusion The intelligent low frequency pulsed signals generator features compact structure,easy operation,especially can ensure the high precision and reliability of output signals.[Chinese Medical Equipment Journal ，2014，35（11）：12-14，118]

Key words low frequency pulse;single chip;signals generator;duty cycle;independently adjustable

基金项目：国家自然科学基金项目（81301344）

作者简介：焦明克（1978—），男，博士，工程师，主要从事电磁场医学应用和生物医学信号检测方面的研究工作，E-mail ：jmkok@https://www.sodocs.net/doc/1a16240684.html, 。

作者单位：830000乌鲁木齐，兰州军区乌鲁木齐总医院医学工程科（焦明克，楼林，耿西亮，焦琳，张鹏，张文远，张新）

引言

无论在信号检测还是在电磁场的生物效应方面，不同参数的电磁场均被广泛地研究和应用[1-3]，尤其是低频脉冲电磁场（pulsed electromagnetic fields ，PEMF ）在促进损伤组织修复的过程中具有重要作用[4-7]。而PEMF 影响受损组织修复再生的生物效应与生物组织对电磁场的比吸收率（specific absorption rate ，SAR ）密切相关，低频脉冲电磁场的不同参数影

响生物组织对电磁场的SAR [8-9]，

因此高性能低频脉冲信号源的研制对合适参数低频脉冲电磁场的产生具有重要意义。而传统低频脉冲信号源通常采用晶体管、运放IC 等分离元器件设计制作，具有温度漂

移大、预热时间长等不足[10-12]；

且一些信号发生器输出频率、占空比等参数单一，不能单独调控，无法满

足实验的进一步需要[13]。

因此，本文以性价比较高的STC89C52单片机为核心[14-15]，联合D/A 数模转换模块、LCD 液晶显示模块等器件，设计制作低成本、高性能的参数可调低频脉冲信号源。1材料和方法1.1系统硬件结构

本系统结构的硬件构成主要包括STC89C52单片机、D/A 数模转换模块、LCD 液晶显示模块、参数按键选择设置电路、预放大滤波电路和直流电源模块等。该低频脉冲信号源的结构框图如图1所示。采用STC89C52单片机产生脉冲信号，输出脉冲信号的幅值、占空比和频率可通过程序控制调节。

图1低频脉冲信号源结构框图

电源模块

D/A 数模转换模块

STC89C52单片机LCD 液晶显示模块

参数按键选择设置电路

预放大滤波电路

输出

论著

Thesis ·12·

1.2

系统软件实现

系统软件程序设计实现是该信号发生器的核心。软件设计主要包括主程序、脉冲方波产生程序、显示输出参数程序、按键处理程序、输出信号参数设

定程序。

主程序主要是对系统实现初始化，LCD 初始显示，同时扫描是否有对应的功能键按下，对系统化进行中断管理，调用各功能子程序。当按键处理程序

图2信号控制电路

单片机部分电路主要包括单片机控制电路、时钟电路和复位电路。STC89C52单片机是一种低功耗、高性能CMOS 微控制器，具有8KB 系统可编程

Flash 存储器[13-14]。在系统中，

当程序运行不正常时，必须应用复位电路对系统进行复位。该复位电路采用手动复位按键和复位电容并联，实现上电复位和手动复位功能。时钟电路由外部晶振驱动，为提高信号输出精度，采用24MHz 晶振。同时，本系统外加一片AT24C02存储芯片用来存储参数设置，使系统开机运行时直接从中读取保存的数据，简化开机数据设置。

在系统中通过6个按键连接单片机P3口实现对输出脉冲信号参数的控制。其中3个按键分别对应频率、占空比和幅值设定选择功能，当选中其中一个参数后，第4、5个键分别对参数值进行加减改变，当参数设置合适后，按下第6个键进行确认输出。其频率输出可调范围为0~2kHz 、步进为0.5Hz ；占空比和幅值可调范围分别为10%~80%和0~5V 。

本设计输出信号参数通过液晶显示模块LCD1602

进行显示。首先在初始化中先设置其显示模式，每次

输入指令前都判断其是否处于繁忙状态。其内部字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形，可以把所需地址中的字符进行显示。LCD1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作通过指令编程实现。

为了将单片机产生的数字信号转换为所需的脉冲信号，必须通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号，本设计采用了价格低、接口简单和转换易控制的8位分辨率数模转换器DAC0832。DAC0832为电流型输出，设计中外接运算放大器实现电压型输出。本设计采用直通工作方式，单极输出电路，基准电压为5V ，因此控制其输出电压范围为0~5V 。

因为本系统设计需要±12和5V 电源电压，所以在电源部分采用7812、7912和7805直流稳压芯片设计直流电源。该电源能够实现±12和5V 3路输出，满足系统的需要。

系统控制电路原理图采用电子设计软件PRO －TELL DXP 进行设计，如图2所示。

S2S3S4S5S6S7

KEY0KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5

GND

GND

GND

GND

V CC

12345678910

CS

WR1GND D13D12D11D10Verf Rfb GND DAC0832

V CC ILE WR2XFER D14D15D16D17Iout2Iout120191817161514131211

V CC

GND

GND

GND

56

+-U5B 7

R 34k Ω

-12V

+12V R 4

GND

GND

U5A +-321

P212

11

4

=GND

V CC

24C02

GND GND

V CC

V CC

V CC P00P01P02P03P04P05P06P07EA/VP ALE/P PSEN P27P26P25P24P23P22P21P20

4039383736353433323130292827262524232221

GND V CC P10P11P12P13P14P15P16P17RESET RXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37X2X1GND 1234567891011121314151617181920

KEY0KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5STC89C52

RESET GND V CC VL R/S R/W EN D0D1D2D3D4D5D6D7B V CC B GND 12345678910111213141516

V CC 2

R 1

10k Ω

GND 3

L C D 1602

U1

4321

5678SDA SCL WP V CC GND A2A1A024C 02

V CC

RESET

10μF

3pF

C 4S1C 33pF

C 5Y1

GND

R 210k Ω

论著Thesis ·13·

执行时，将用户通过按键设定的参数送至单片机，从而控制单片机输出相应需要的信号。程序通过改变信号输出与停止时间实现频率的调节，进而通过调节信号输出与停止的时间比值实现占空比调节。

系统设定D/A 转换电路基准电压V ref 为5V ，

因此根据按键设定使单片机输入数字量00H —FFH 变化，从而实现电压输出可调范围为0~5V 。系统程序在KEIL 环境下采用C 语言编写，因此程序代码具有可读性强、维护方便和可移植等优点。系统的主程序流程如图3所示。

2

信号输出结果

为评估该智能参数可调低频脉冲信号发生器的输出信号参数性能，在该低频脉冲信号发生器系统上电后，采用TEKTRONIX TBS 1022示波器检测其输出信号各参数。第1组输出脉冲信号参数设置为频率f =10.5Hz 、占空比50%、幅值2V ；第2组输出脉冲信号参数设置为频率f =29Hz 、占空比42%、幅值2V ；第3组输出脉冲信号参数设置为频率f =600Hz 、占空比50%、幅值4V 。

分别采用示波器对3组输出信号进行测试，第1组设定参数输出信号波形如图4（a ）所示，输出频率误差仅为0.01Hz ，而占空比和幅值误差均为0%；第2组设定参数输出信号波形如图4（b ）所示，输出频率误差为0.02Hz ，幅值误差为0.04V ，占空比误差为0%；第3组设定参数输出信号波形如图4（c ）所示，输出频率误差为0.1Hz ，幅值误差为0V ，占空比误差为0.4%。根据测试，该低频脉冲信号源符合设计要求。3讨论

低频脉冲信号源在很多方面的应用越来越广泛，因此设计制作适合特殊需要的参数可调信号源就变得非常必要。本研究设计的低频脉冲信号发生器能够产生频率、占空比和幅值单独可调的脉冲信

号，且输出信号波形失真度低，系统具有小型化、集

成便携的优点。

该可调低频脉冲信号源不但能够满足一般工业控制的需要，而且其输出信号参数独立可调的特性使其作为低频脉冲电磁场的信号源具有独特的优势。参数独立可调使线圈产生的电磁场具有更可控的生物电磁效应，可广泛应用于低频脉冲电磁场生物效应研究，通过调节产生不同参数的脉冲波形，从而控制输出适合不同伤口愈合治疗的低频脉冲电磁场。然而，由实验测试3个信号输出波形图看出，虽然信号波形失真度较小，但随着频率升高略有失真，在随后工作中将进一步通过改变程序设计降低波形失真。

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图4输出低频脉冲波形

（a ）f =10.5Hz （b ）f =29Hz （c ）f =600Hz

CH11.00V M 1.00ms CH1

1

Tek

Stop

M Pos ：0.000s MEASUER

Pk-Pk 4.00V CH1Freq 599.9Hz CH1Duty Cyc 49.6CH1Rise Time 6.169μs

CH1None

CH1500mV M 10.0ms CH1

1Tek

Stop

M Pos ：0.000s MEASUER

Pk-Pk 2.04V Freq 29.02Hz CH1Duty Cyc 42.0

CH1None CH1None

CH1500mV M25.0ms CH1

1

Tek

Stop

M Pos ：0.000s MEASUER

Pk-Pk 2.00V Freq 10.51Hz CH1Duty Cyc 50.0Rise Time 9.80μs

CH1None

（荩荩下转第118页荩荩）

论

著

Thesis 图3程序流程

开始初始化LCD 显示频率按键判断按键幅值按键占空比按键

数值加减确认输出结束

N

Y

N

N

Y Y

N

Y ·14·

[2]

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（收稿：2014-05-06修回：2014-08-11）

111111111111111111111111111111111111111111111

（荨荨上接第14页荨荨）

固定装置，合理利用这些装置可以使整个车辆展开工作更加高效、快捷。例如：在车厢前后扩展端板和侧板内侧中部下方各有一个固定销，当扩展板将要展开到位时提前将固定销松开，然后轻推扩展板，这样可以使固定销在销好的同时将扩展板展开到位，从而节省出将扩展端板或侧板推出底板后再寻找底板上的固定孔所花费的时间，同时还可以更好地配合前后扩展侧板间的对合。再者，扩展底板上有3个水平支撑装置，当车辆撤收时需要利用底板上的蝶形螺母进行固定，蝶形螺母如果固定过紧会浪费时间，如果固定过松容易使水平支撑装置脱落，我们可以通过在平时的训练中不断尝试，寻找到螺母最合适的位置，实现仅通过移动螺母的位置而不需要对螺母进行旋转就可以将支撑装置收拢或释放，减少车辆展收的步骤，实现车辆迅速展收的目的。2.5关于电源电缆收放的问题

当电源电缆收起时，如果仅靠单股缠绕在绕线框车上，不仅花费时间长，而且在车辆状态转换过程中从电缆箱中向外抽电缆时容易造成电缆接头反复撞击箱体，导致接头损坏[6]。我们在训练过程中通过不断尝试，总结了一套简便有效的优化方法，以避免这种情况的发生，同时使电源电缆的收放更加有效、快捷。在绕线框车上做一个固定装置，同时在电源电缆的中央做一个挂钩，收拢电源电缆时，以挂钩所处的位置为中心对电缆进行对折后利用外层压里层的办法将电缆缠绕在绕线框车上，最后将绕线框车的固定销销好。这样在车辆快速展收时通过向外拉电缆的2个接头就可以迅速将电缆抽出，而收拢电缆时只要将电缆上的挂钩与绕线框车上的固定装置连

接，通过旋转绕线框车就可以迅速将电缆收起，进而大大缩短了收放电缆所使用的时间，同时也保护了车辆装备，延长了电缆的使用寿命。3结论

野战X 线诊断车作为部队官兵战伤救治和野外作训保障的重要装备，如何合理正确地使用，使其发挥更大的作用和功效，对于伤病员的检查、救治和提升后勤保障能力具有重要意义。我们通过长时间、高强度的训练和研究发现，除需要操作人员具有良好的身体素质外，人员的分工与配合，对车辆的掌控能力，对车辆调平、展收过程中方法和技巧的掌握对更好、更快地进行车辆状态的转换也十分重要。于是我们总结了车辆展收过程中遇到的问题及解决办法，并对车辆展收过程中的经验技巧进行了总结，希望能够为兄弟单位对野战X 线诊断车的使用提供一定的参考和借鉴。

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（收稿：2013-07-21修回：2014-02-12）

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基于51单片机的函数信号发生器的设计

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/1a16240684.html, 基于51单片机的函数信号发生器的设计 作者：朱兆旭 来源：《数字技术与应用》2017年第02期 摘要：本文所设计的系统是采用AT89C51单片机和D/A转换器件DAC0832产生所需不 同信号的低频信号源，AT89C51 单片机作为主体，采用D/A转换电路、运放电路、按键和LCD液晶显示电路等，按下按键控制生成方波、三角波、正弦波，同时用LCD显示相应的波形，输出波形的周期可以用程序改变，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。 关键词：51单片机；模数转换器；信号发生器 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0011-01 1 前言 波形发生器，是一种作为测试用的信号源，是当下很多电子设计要用到的仪器。现如今是科学技术和设备高速智能化发展的科技信息社会，集成电路发展迅猛，集成电路能简单地生成各式各样的波形发生器，将其他信号波形发生器于用集成电路实现的信号波形发生器进行对比，波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，集成电路实现的信号波形发生器都胜过一筹，随着单片机应用技术的不断成长和完善，导致传统控制与检测技术更加快捷方便。 2 系统设计思路 文章基于单片机信号发生器设计，产生正弦波、方波、三角波，连接示波器，将生成的波形显示在示波器上。按照对作品的设计研究，编写程序，来实现各种波形的频率和幅值数值与要求相匹配，然后把该程序导入到程序存储器里面。 当程序运行时，一旦收到外界发出的指令，要求设备输出相应的波形时，设备会调用对应波形发生程序以及中断服务子程序，D/A转换器和运放器随之处理信号，然后设备的端口输出该信号。其中，KEY0为复位键，KEY1的作用是选择频率的步进值，KEY2的作用是增加频 率或增加频率的步进值，KEY3的作用是减小频率或减小频率的步进值，KEY4的作用是选择三种波形。103为可调电阻，用于幅值的调节。自锁开关起到电源开关的作用。启动电源，程序运行的时候，选择正弦波，红色LED灯亮起；选择方波，黄色LED灯亮起；选择三角波，绿色LED灯亮起。函数信号发生器频率最高可达到100Hz，最低可达到10Hz，步进值0.1- 10Hz，幅值最高可到3.5V。系统框图如图1所示。 3 软件设计

低频信号发生器设计开题报告

1 研究的目的及其意义 随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率、精度、多功能、自动化和智能化方向发展。在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。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。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。 便携式和智能化越来越成为仪器的基本要求，对传统仪器的数字化，智能化，集成化也就明显得尤为重要。平时常用信号源产生正弦波，方波，三角波等常见波形作为待测系统的输入，测试系统的性能。单在某些场合，我们需要特殊波形对系统进行测试，这是传统的模拟信号发生器和数字信号发生器很难胜任的。利用单片机，设计合适的人机交互界面，使用户能够通过手动的设定，设置所需波形。该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的了解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定，D/A 转换，显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。 2 国内外研究现状 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

基于单片机的低频信号发生器设计毕业设计论文

淮阴工学院 毕业设计说明书（论文） 作者: 学号： 学院: 电子与电气工程学院 专业: 电子信息工程 题目: 基于单片机的低频 信号发生器 张月红讲师 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 年月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

毕业设计说明书（论文）外文摘要

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第Ⅰ页共Ⅰ页4 目录 1 绪论................................................. 错误！未定义书签。 1.1 信号发生器综述..................................... 错误！未定义书签。 1.2信号发生器的发展历史............................... 错误！未定义书签。 2 硬件设计............................................. 错误！未定义书签。 2.1总体设计框图....................................... 错误！未定义书签。 2.2单片机最小系统..................................... 错误！未定义书签。 2.3 数模转换模块....................................... 错误！未定义书签。 2.4运算放大模块....................................... 错误！未定义书签。 2.5 键盘电路设计模块................................... 错误！未定义书签。 2.6显示电路设计模块................................... 错误！未定义书签。 3 软件设计............................................. 错误！未定义书签。 3.1 主程序流程图....................................... 错误！未定义书签。 3.2 子程序流程图....................................... 错误！未定义书签。 4 系统调试............................................. 错误！未定义书签。 4.1软件调试........................................... 错误！未定义书签。 4.2生成hex文件....................................... 错误！未定义书签。 4.3 Protues硬件电路仿真调试........................... 错误！未定义书签。 结论................................................... 错误！未定义书签。致谢................................................... 错误！未定义书签。参考文献............................................... 错误！未定义书签。附录................................................... 错误！未定义书签。附录A 电路原理图.仿真图............................... 错误！未定义书签。附录B 程序清单........................................ 错误！未定义书签。

低频信号发生器解读

设计（论文）题目 系别：电气电子工程系 学生姓名： 专业班级： 学号： 指导教师： 2012年03月20 日

独创性声明 本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期：年月日 毕业论文版权使用授权书 本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保留并向有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权郑州职业技术学院要以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 保密□，在________年解密后适用本授权书. 本论文属于 不保密□。 （请在以上方框内打“√”） 毕业论文作者签名：指导教师签名： 日期：年月日日期：年月日

摘要 本系统是基于AT89C52单片机的数字式简易低频信号发生器。用程序实现方波、锯齿波、三角波等信号，并在Protues电子设计平台上对方案进行了仿真。消除了传统信号发生器存在元器件分散性造成波形失真的弊端。系统采用AT89C52 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、按键电路。通过按键控制可产生方波、锯齿波、正弦波。波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变，其设计简单、性能优良，可用于多种需要低频信号源的场所，具有一定的实用性。 关键词：单片机；信号发生器；D/A转换

(完整word版)基于单片机的信号发生器开题报告

内蒙古工业大学本科生毕业设计(论文)开题报告

注：表格根据所填内容可进行调整，可多页。 一、设计总体方案 利用AT89S52 单片机采用程序设计方法产生锯齿波，正弦波，矩形波，方波四种波形，再通过D/A 转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控四种波形的类型，频率变化，最终输出显示其各自的类型及数值

图4.1 硬件原理框图 二．硬件各单元电路方案设计与选择 1、单片机的选择 方案一：AT89S52芯片中只有一路模拟输出或几路模拟信号非同步输出，这种情况下CPU对DAC0832 执行一次写操作，则把一个数据直接写入DAC寄存器，DAC0832的输出模拟信号随之对应变化。输出波形稳定，精度高，滤波好，抗干扰效果好，连接简单，性价比高。 方案二：C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052的数字外设部件，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快。但其价格较贵 方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。 以上两种方案综合考虑，选择方案一 2.键盘设计方案比较 方案一：矩阵式键盘。矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路。 方案二：独立式键盘。独立式键盘具有硬件与软件相对简单的特点，其缺点是按键数量较多时，要占用大量口线。 以上两种方案综合考虑，选择方案二。 3、D/A转换部分

基于51单片机的函数信号发生器

基于51单片机的函数信号发生器 设计方案 利用单片机AT89C52采用程序设计方法产生锯齿波、三角波、正弦波、方波四种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产生10Hz—10kHz 的波形。通过键盘来控制四种波形的类型选择、拨码开关控制频率的变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。 设计要求 1)、利用单片机采用软件设计方法产生四种波形 2）、四种波形可通过键盘选择 3）、波形频率可调 4）、需显示波形的种类及其频率 方案设计 1 信号发生电路方案

通过单片机控制D/A，输出四种波形。此方案虽输出的波形不够稳定，抗干扰能力弱，不易调节，但此方案电路简单、成本低。因此选用此方案。 2 单片机的选择 AT89C52单片机是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。 3 显示方案 采用LCD液晶显示器1602。其功率小，效果明显，显示编程容易控制，可以显示字母。 4 键盘方案论证 采用独立式键盘。独立式键盘具有硬件与软件相对简单的特点，其缺点是按键数量较多时，要占用大量口线。 总体系统设计 该系统采用单片机作为数据处理及控制核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换，采用按键

输入，利用液晶显示电路输出数字显示的方案。将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模块。下图为系统的总体框图： 总体方框图 硬件实现及单元电路设计 1单片机最小系统的设计 AT89C52是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图（2） 89C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点： (1)有可供用户使用的大量I/O口线。

低频信号发生器设计报告

低频信号发生器设计报告 一.设计要求 （一）设计题目要求 1．分析电路的功能并设计电路的单元电路 2．查找图中相应元件的参数，找出国外对应元件的型号 3．用EWB或Multisim软件进行电路仿真，打印仿真原理图和仿真结果 4．用A3图纸绘出系统电路原理图 （二）其他要求 1．必须独立完成设计课题 2．合理选用元器件 3．要求有目录、参考资料、结语 4．论文页数不少于20页 二.设计的作用、目的 （一）设计的作用 低频信号发生器是电子测量中不可缺少的设备之一。完成一个低频信号发生器的设计，可以达到对模拟电路知识较全面的运用和掌握。 （二）设计的目的 电子电路设计及制作课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1．进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力； 2．基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3．熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

三.设计的具体实现 （一）系统概述 根据课题任务，所要设计的低频信号发生器由三大部分组成： ⑴正弦信号发生部分 ⑵信号输出部分 ⑶稳幅部分 其中由正弦信号发生部分的电路产生所需要的正弦信号，由输出电路将信号放大后进行输出，再由稳幅电路部分从输出的信号采样反馈回信号发生部分进行稳幅。 1.正弦信号发生部分可以有以下实现方案： ⑴以晶体管(晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。开关速度可以非常快） 为核心元件，加RC（文氏桥或移相式）或变压器反LC（馈式、电感三点式、电容三点式、晶振等）选频网络以及稳幅电路等构成的分立元件正弦波振荡电路。这种电路的优点是简单、廉价，但由于采用分立元件，稳定性较差，元件较多时调节也较麻烦。

基于单片机的信号发生器(完整电路_程序)资料

电子与信息工程学院综合实验课程报告 实验名称：基于单片机的信号发生器的设计与实现班级：10电工2班 学号：20101851046 姓名：李俊 指导教师： 时间：

摘要 本文以STC89C51单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如 正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。本系统可以产生最高频率798.6HZ的波形。该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。 关键词:低频信号发生器;单片机;D /A转换; 1设计选题及任务 设计题目：基于单片机的信号发生器的设计与实现 任务与要求： 设计一个由单片机控制的信号发生器。运用单片机系统控制产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波等。信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。并可通过软件任意改变信号的波形。 基本要求： 1. 产生三种以上波形。如正弦波、三角波、矩形波等。 2.最大频率不低于500Hz。并且频率可按一定规律调节，如周期按1T,2T,3T,4T 或1T，2T，4T，8T变化。 3.幅度可调，峰峰值在0——5V之间变化。 扩展要求：产生更多的频率和波形。 2系统概述 2.1方案论证和比较 2．1．1总体方案： 方案一：采用模拟电路搭建函数信号发生器，它可以同时产生方波、三角波、正弦波。但是这种模块产生的不能产生任意的波形（例如梯形波），并且频率调节很不方便。 方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好，但难以达到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。

基于51单片机函数信号发生器设计.

摘要: 本系统利用单片机AT89S52采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产1Hz—3kHz的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。 关键词：单片机AT89S52、DAC0832、液晶1602 Abstract: this system capitalize on AT89s52，it makes use of central processor to generate three kinds of waves, they are triangle wave, and use D/A conversion module, wave generate module and liquid crystal display of 1602, it can have the 1Hz-3KHz profile. In this system it can control wave form choosing, frequency, range,can have the sine wave, the square-wave, the triangular wave. Simultaneously may also take the frequency measurement frequency,and displays them through liquid crystal display of 1602. this design includes three modules. They are D/A conversion module, wave generate module and liquid crystal display of LED module. In this design, the wave generator into wave form module and D/A conversion module are discussed in detail. key word: AT89S52, DAC0832, liquid crystal 1602. 目录

单片机低频信号发生器课程设计.

目录 一、题目的意义 (1) 二、本人所做的工作 (1) 三、课设要求 (2) 四、课设所需设备及芯片功能介绍 (2) 4．1、所需设备 (2) 4．2、芯片功能介绍 (2) 五、总体功能图及主要设计思路 (5) 5．1、总体功能图 (5) 5．2、主要设计思想 (5) 六、硬件电路设计及描述 (7) 6．1、硬件原理图 (7) 6．2、线路连接步骤 (7) 七、软件设计流程及描述 (7) 7．1、锯齿波的实现过程 (7) 7．2、三角波的实现过程 (8) 7．3、梯形波的实现过程 (9) 7．4、方波的实现过程 (11) 7．5、正弦波的实验过程 (12)

7．6、通过开关实现波形切换和调频、调幅 (13) 八、程序调试步骤与运行结果 (15) 8．1、调试步骤 (15) 8．2、运行结果 (15) 九、课程设计体会 (17) 十、参考文献 (18) 十一、源代码及注释 (18) 一、题目的意义 （1）、利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。 （2）、我们这次的课程设计是以单片机为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波等）且频率、幅度可变的函数发生器。 （3）、掌握各个接口芯片(如0832等的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。 （4）、在平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此，缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。 （5）、通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器，使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目，更可以锻炼大家单片机知识的应用。 二、本人所做的工作

低频正弦信号发生器 (1) (1)

《电子技术》课程设计报告 题目低频正弦信号发生器 学院（部）电子与控制工程学院 专业建筑电气与智能化 班级2013320602 学生姓名吴会从 学号201332060225 6 月29 日至 7 月10 日共2 周 指导教师（签字）

前言 正弦交流信号是一种应用极为广泛的信号，它通常作为标准信号，用于电子电路的性能试验或参数测量。另外，在许多测试仪中也需要用标准的正弦信号检测一些物理量，正弦信号用作标准信号时，要求正弦信号必须有较高的精度，稳定度及低的失真率。 本次电子课程设计的低频正弦信号发生器的要求为：信号的频率范围为20HZ～20KHZ;输出电压幅度为 5V；输出信号频率数字显示；输出电压幅度显示。 针对以上设计要求，我们从图书馆收集，借阅了大量相关书籍，从网上下载了诸多相关资料，其次安装并学习使用了电路设计中所常使用的Multisim仿真软件。在设计的要求下，画出了整体电路的框图，将其分为正弦信号发生器，输出信号频率和其数字显示，输出电压和幅度数字显示三大部分。其中，正弦信号发生器部分主要由我负责，输出信号频率和其数字显示部分主要由刘琪负责，输出电压和幅度数字显示部分主要由李光辉负责。其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍，通过对电路分析,确定了元器件的参数,并利用Multisim 软件仿真电路的理想输出结果,克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题,使得设计的低频信号发生器结构简单,实现方便。 完成电路的设计与分析后，对资料与设计电路进行整理，排版，完成课程设计报告。

目录 摘要 (4) 关键字 (4) 技术要求 (4) 第一章系统概述 (5) 第二章单元电路设计 (6) 第一节正弦信号产生和放大电路模块设计 (6) 第二节数字的频率显示 (10) 第三节数字电压表设计 (17) 第三章结束语 (23) 参考文献 (23) 鸣谢 (23) 元器件明细表 (24) 收获与体会，存在的问题 (24) 评语 (26)

基于51单片机的简易函数信号发生器

创新性实验研究报告实验项目名称＿简易函数信号发生器

四、实验内容

2、实验内容 1、运用keil软件对程序进行编写，运行程序，并进行程序修改。 2、运用protues软件进行硬件电路仿真设计。 3、将程序下载到仿真单片机中，并观测输出波形。 4、对程序进行修改，再次运行仿真软件，直到输出理想的波形。 5、仿照仿真软件进行硬件电路的焊接。 6、将程序下载到单片机，并用示波器测试输出波形。 7、对程序进行修改，直到输出满意的波形为止。

3、实验步骤 1、首先打开keil软件. 2、运用keil软件对程序进行编写，程序见附件。 3、打开protues软件. 4、运用protues软件对硬件电路进行设计。 9C51单片机是该信号发生器的核心，具有2个定时器，32个并行I/O口，1个串行I/O口，5个中断源。由于本设计功能简单，数据处理容易，数据存储空间也足够，因为我们采用了片选法选择芯片，进行芯片的选择和地址的译码。在单片机最小最小系统中，单片机从P1口接收来自键盘的信号，并通过P0口输出控制信号，通过DA转换芯片最终由示波器显示输出波形。单片机引脚分配如下：?XTAL1，XTAL2：外接晶振，产生时钟信号。 ?RST：复位电路； ?P2口：8位数字信号输出输出，外接DAC0832； ?P3.6口和P3.7口：DAC0832的时钟信号； 单片机模块 单片机输出的是数字信号，因为要得到模拟信号的波形就必须对其进行数模转换。我们采用了DAC0832数模转换器，该芯片具由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器及转换控制电路四部分构成。由于其输出为电流输出，因为外加运算放大器LM324使之转换为电压输出。最后通过示波器显示输出的波形。

基于51单片机的信号发生器

基于51单片机的函数发生器 以STC89C51单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。本系统可以产生最高频率798.6HZ的波形。该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。 关键词:低频信号发生器;单片机;D /A转换; 一．设计任务 设计一个由单片机控制的信号发生器。运用单片机系统控制产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波等。信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。 二．系统概述 2.1总体方案： 采用AT89C51单片机和DAC0832数模转换器生成波形，加上一个低通滤波器， 生成的波形比较纯净。它的特点是可产生任意波形，频率容易调节，频率能达到 设计的500HZ以上。性能高，在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电 少。将输出电压通过一个运算放大器的放大来改变幅度。这样还有个优点是幅度 连续可调。 2.2工作原理： 数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将89C51再配置键盘及、数模转换及波形输出、放大电路等部分，即可构成所需的波形发生器，其信号发生器构成系统框图如下图所示。

自制低频信号发生器

电子报/2010年/1月/10日/第015版 智能电子 自制低频信号发生器 广东王聪 电子爱好者在日常电子电路设计中，经常要用到各种波形的信号源，本文介绍一款用单片机设计的低频信号发生器。 该低频信号发生器可以产生锯齿波、三角波、正弦波、方波等常用波形，并可以方便地改变各种波形的周期或频率，具有线路简单、结构紧凑、成本低、性能优越、操作方便等优点。 一、系统硬件设计 1.电路组成及芯片选择 本设计的总体框图如图1所示。选用AT89C51单片机作控制器；D/A转换器选用8位D/A 转换芯片DAC0832它与微处理器完全兼容，价格低廉、接口简单、转换控制容易；输出运算放大器选用NE5532P芯片，它的DC和AC特性良好，其特点是低噪声、高输出驱动、高增益、低失真、高转换率，具有输入保护二极管和输出保护电路。 2.电路工作原理 电路如图2所示。单片机的P1口接按键S1～S4和四只发光二极管，S1～S4分别控制产生锯齿波、三角波、正弦波和矩形波(含方波)，而四只发光二极管则作为不同波形的指示灯；单片机的外部中断口P3.2和P3.3分别接按键S5、S6，用于调整各信号的频率；D/A转换器的数据输入端与单片机的P0口相连，将单片机产生的各种波形的数字信号送人DAC0832进行数模转换，DAC0832的输入寄存器选择信号CS、输入寄存器写选通信号WR1受单片机P2口控制，DAC0832的DAC寄存器写选通信号WR2和数据传送信号XFER直接接地，单片机与DAC0832形成“单缓冲”方式连接；经DAC0832数模转换的模拟信号送人运算放大器NE5532P进行二级放大输出，得到最终的输出信号波形。 二、系统软件设计 系统程序流程如图3所示。程序运行时，依次判断S1～S4按键是否按下，当S1按下时输出锯齿波，当按键S2按下时输出三角波，当按键S3按下时输出正弦波，当按键S4按下时输出方波。每个波形输出后都要查询按键S6、S7，看是否进行频率调整。 1.锯齿波设计产生锯齿波的原理，是逐步向单片机P0口加1，同时通过DAC0832进行实时的数模转换输出，直到P0的值溢出为零，这样周而复始，从而输出锯齿波信号。锯齿波程序流程如图4所示。 2.三角波设计 产生三角波的原理，是逐步向单片机P0口加1，到P0的值为FFH时，又逐步递减，直到P0的值为零，同时通过DAC0832进行实时的数模转换输出，这样周而复始，从而输出三角波信号。三角波设计程序如图5所示。 3.正弦波设计 产生正弦波的原理，是将一个周期的正弦波均匀地取255个值，用这些对应的幅度值构成一个查值表，单片机通过查表，将这些值逐一通过P0口输出到DAC0832进行实时的数模转换输出，这样周而复始，从而输出正弦波信号。正弦波程序流程如图6所示。 4.方波设计 经过实物制作调试，单片机输出的方波信号通过DAC0832进行了数模转换后，再送到NE5532P进行信号放大输出的效果不是很理想，故将单片机产生的方波信号直接送到NE5532P 进行信号放大输出。当进入正弦波产生程序后，先将P2.0口置高电平，进行延时，再将P2.0口

基于51单片机的信号发生器设计报告

基于51单片机的信号发生器设计报告 二零一四年十二月十一日

摘要 根据题目要求以及结合实际情况，本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的频率可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。本设计经过测试，性能和各项指标基本满足题目要求。 关键词：信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片

目录 摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论................................................................. 1.1单片机概述........................................................... 1.2信号发生器的概述和分类.............................................. 1.3问题重述及要求....................................................... 第二章方案的设计与选择................................................... 2.1方案的比较........................................................... 2.2设计原理 ............................................................. 2.3设计思想 ............................................................. 2.4实际功能 ............................................................. 第三章硬件设计............................................................ 3.1硬件原理框图......................................................... 3.2主控电路 ............................................................. 3.3数、模转换电路....................................................... 3.4按键接口电路......................................................... 3.5时钟电路 ............................................................. 3.6显示电路 ............................................................. 第四章软件设计............................................................ 4.1程序流程图........................................................... 参考文献.................................................................... 附录1 电路原理图 .......................................................... 附录2 源程序............................................................... 附录3 器件清单......................................................

基于51单片机函数信号发生器设计

摘要:本系统利用单片机AT89S52采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产1Hz—3kHz的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶屏1602显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。 关键词：单片机AT89S52、DAC0832、液晶1602 Abstract: this system capitalize on AT89s52，it makes use of central processor to generate three kinds of waves, they are triangle wave, and use D/A conversion module, wave generate module and liquid crystal display of 1602, it can have the 1Hz-3KHz profile. In this system it can control wave form choosing, frequency, range,can have the sine wave, the square-wave, the triangular wave. Simultaneously may also take the frequency measurement frequency,and displays them through liquid crystal display of 1602.this design includes three modules. They are D/A conversion module, wave generate module and liquid crystal display of LED module. In this design, the wave generator into wave form module and D/A conversion module are discussed in detail. key word: AT89S52, DAC0832, liquid crystal 1602.

简易低频信号源的设计

天津理工大学中环信息学院电子系单片机课程设计报告 题目：简易低频信号源的设计 班级09信科2班 指导教师 设计成员 电子系 2012年6 月18 日

一．课程设计意义 二．课程设计任务书

三、课程设计进度计划及检查情况记录表 四、成绩评定与评语

题目： 低频信号发生器的实现主要有如下几种： 一：利用单片机与精密函数发生器构成的程控信号发生器。这种信号发生器能够克服常规信号发生器的缺陷，保证在某个信号的频带内正弦波的失真度小于0.5％。它的输出信号频率调整和幅值调整都由单片机完成。但是，由于数模转换器的非线性误差和函数发生器本身的非线性误差，这种信号发生器输出信号的频率与理论值会有一定的偏差。 二：利用DSP处理器，根据幅值，频率参数，计算产生高精度的信号所需数据表，经数模转换后输出，形成需要的信号波形。这种信号发生器可实现程控调幅，调频。但这种信号发生器输出频率不能连续可调，计算烦琐，控制也不便。 三：基于单片机，锁相环，可编程分频、相位累加、存储器波形存储以及D/A转换器等组成的数字式函数信号发生器。输出的频率的大小由锁相环和可编程计数器来控制，最终由地址发生器对存储器中的波形数据硬件扫描，单片机提供要输出的波形数据给存储器。这种方案电路简洁，不受单片机的时钟频率的限制，输出信号精度高，频率“连续”，稳定性好，可靠性高，功耗低，调频，调

幅都很方便，而且可简化软件设计，实现模块化设计的要求。 四：考虑到输出信号的频率较低，使用单片机作为控制器使用单片机作为控制器，用中断查表法完成波形数据的输出，再用D/A转换器输出规定的波形信号。方波信号直接由单片机的端口输出。结合功能要求情况，使用80C51单片机作为控制器，用DAC0832作为D/A转换器。功能按键使用单片机的3个端口。能使输出频率有较好的稳定性，元器件比较常见，价格低廉，电路设计方便。 综合考虑，方案四各项性能和指标都优于其他几种方案，能使输出频率有较好的稳定性，充分体现了模块化设计的要求，而且这些芯片及器件均为通用器件，在市场上较常见，价格也低廉，样品制作成功的可能性比较大，所以本设计采用方案四。其系统组成原理框图如图2.1所示。 图2.1 简易低频信号源系统结构框图 3系统电路设计 3.1 系统控制电路 控制芯片选择80C51单片机。芯片为40脚双列直插式封装，工作电压为2.7~6V，具有13个I/O口，完全满足系统设计要求。控制系统按最小化工作模式设计，p3.2为波形选择，p3.3为频率变换。LM324在图中不接电源，只起到跟随器的作用，节能环保。

单片机制作电视信号发生器

单片机制作电视信号发生器 早期制作的电视信号发生器基本上是由分频器和门电路构成,所用元器件较多、电路复杂,自制起来相当麻烦,要想增加显示图像的种类或改变信号的时序就更困难了。高速单片机的出现给信号发生器的设计制作带来了极大的方便,不但能根据需要灵活地设计软件,而且芯片的外围电路也简单得多,体积可以做得非常小巧。本信号发生器使用AVR系列的AT90S2313-10芯片,价格低廉,大部分指令的执行时间仅为0.1μs,可以产生棋盘格、横条、竖条、方格四种图像和一路音频信号。 硬件电路如附图所示,输出信号使用了PB口的PB0、PB4、PB7三个端子,图像输出端置1时为白色电平,清0时为黑色电平。各端口的输出电平是相等的,为了满足同步电平低于消隐电平的要求,在视频输出与复合同步之间串接了一个开关二极管,使同步电平总是低于消隐电平0.6V,同时二极管又具有较小的动态电阻,比串联电阻具有更好的频率响应,经对比度电位器适当衰减后基本接近标准的电视信号。图像类型的转换是由复位键完成的,接通电源时每按动一次复位键转换一种图像,四种图像循环显示。 因为 图像是相对静止的几何图形,为了简化软件,程序没有采用奇偶隔行扫描,每帧图像由312行组成,源程序见本刊网站,程序中用Z寄存器作为行扫描计数器。从第1行至26 行为场消隐,其中第2、3行为场同步,剩余的286行分为13段,每段22行。场消隐结束时设定场图像初始值,然后场图像值逐段取反,直至扫描正程

结束,产生13条宽度相同黑白相间的横条图像,周而复始。本程序设计的垂直、水平图像的条数均为奇数,这样扫描正程开始和结束前的图像相同,设置为白色,调整幅度时便于与消隐电平区分。 主程序的顺序就是行扫描周期的时序,场图像是由若干行组成的。行场扫描的图像初始值以及场消隐、场同步的起止时间判断与执行都是在行同步和行消隐其间完成的。为了产生精确的行时序信号,满足电视制式的要求,程序结构以时间为编程标准,不可能完全按照结构化程序设计,理解起来稍难一些。除非完全熟悉程序结构,否则改动任何一条指令都可能会改变行扫描周期。本程序设定的行消隐宽度为12μs,行同步宽度为4.7μs,行周期为64μs。在行消隐结束时设置行图像初始值,每隔3μs行图像的值取反,产生17条宽度相同黑白相间的竖条图像。 棋盘格是行、场图像异或运算产生的。为了使图像转换简单,在异或运算中令场图像的值始终为0输出行图像(竖格)。同样当行图像的值始终为0时,则输出值为场图像(横格)。方格是由行、场图像执行或运算产生的。每按动一次复位键图像类型寄存器加1,再屏蔽其高6位,这样寄存器的值只能在0至3范围内变化,主程序则根据图像类型寄存器的值判断执行相应的子程序改变图像类型。图像长宽之比为17/13,基本与屏幕一致。 音频信号是行频16分频得到的,用寄存器作为音频计数器,音频计数器逐行加1,屏蔽高4位,当寄存器值为0或8时分别向音频输出端写0或1,所以音频频率为976Hz。 在本网站提供的源程序是在AVR Studio 3.56环境下编写、编译、调试,并附有源程序和编译后的hex 文件,供不同要求的读者参考。