无线太阳能车 基于单片机控制的数字函数信号发生器的设计与实现

编号淮安信息职业技术学院毕业论文基于单片机控制的数字函数信号发题目生器的设计与实现学生姓名李蒙娜学号15093009系部电子工程学院专业应用电子技术班级150930指导教师刘步中讲师顾问教师庄海军副教授二一二年六月摘要本文利用单片机控制技术、CPLD技术与直接数字频率合成器，研制和设计了高稳定度、高分辨率的函数信号发生器。首先对波形发生器的常用的几种方案介绍和比较，重点论述了基于DDS芯片AD9834的波形发生器方案，并针对设计过程中出现的问题提出了解决方案。提出并应用了一种CPLD与单片机的通信方法，实现了宽频率和高精度的信号产生。在系统总体方案设计中，将DDS信号发生器分成6个模块键盘模块、单片机控制模块、CPLD模块、DDS模块、模拟信号调理模块和电源模块，按模块进行软硬件设计。根据本信号发生器的主要功能进行了系统功能测试，并根据具体测试波形和测试数据对结果进行了分析。实验和实测结果表明所设计系统结构简单，使用方便、交互性好，性能稳定可靠，具有较高的应用价值。关键词单片机；DDS；CPLD；信号发生器目录摘要I目录I第一章绪论111项目研究背景112DDS信号发生器方案比较113项目主要研究内容2第二章信号发生器总体设计321DDS信号发生器的指标要求322系统框图及模块功能323主要器件选择5第三章信号发生器硬件电路设计731单片机模块设计732人机交互电路设计733DDS模块设计834可编程逻辑器件模块设计1035模拟调理电路设计1036电源模块设计14第四章信号发生器软件系统设计1741主监控程序模块设计1742DDS程序控制模块设计1743键盘扫描模块设计1844电压采样显示模块设计1845CPLD模块设计1946测频模块设计21第五章信号发生器参数测试2751幅度显示参数测试2752外测频参数测试2853频率显示参数测试2854信号发生器的典型波形29第六章结论与展望31致谢33参考文献34第一章绪论函数信号发生器广泛应用于电子电路、自动控制等领域。信号发生器和示波器、频率计等仪器一样，是最基本的、最普通，也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有需要进行电参量的测量都需要用到信号发生器作为输入信号使用。11项目研究背景近10年间，随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器（DIRECTDIGITALFREQUENCYSYNTHESIS简称DDS或DDFS）得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点，成为现代频率合成技术中的佼佼者35。具体体现在频率范围宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。传统的模拟信号发生器存在可靠性差、体积大、不能实现数控等缺点。DDS信号发生器与模拟信号发生器相比，具有很大的优势。DDS是数字化高密度集成电路产品，芯片体积小、功耗低，成为现代信号发生器的主流产品，是信号发生器的换代产品。目前市场上很多DDS信号发生器成本较高，输出频率在10MHZ以上的较多，可靠性不高。而对于高校中非通讯类实验室，信号发生器的频率一般需要在2MHZ以下，本项目研制的信号发生器主要是针对高校非通信类实验中使用的信号发生器。12DDS信号发生器方案比较DDS的应用使信号发生器发生了革命性的变化，它的应用变得越来越广泛，具有重大的理论和实用意义。目前完成对DDS芯片的控制和设置有三种方案1MCU方案这种方案采用单片机为核心控制模块,通过单片机的SPI总线与DDS芯片进行接口通信，单片机应用系统可以扩展外部的RAM和ROM，以存放数据和程序。另外，单片机应用系统还可以扩展键盘和LED显示等人机接口部分，因此可以通过键盘直接对DDS芯片进行设置。利用单片机控制DDS芯片产生所需的各种波形，电路简单，成本较低，但单片机的I/O口少，难以实现同时对信号发生器的键盘、LED灯和数码管的控制。2CPLD方案这种方案是利用CPLD的高速度和可编程特性，通过CPLD直接对DDS芯片进行控制。该方案需要控制高速DDS芯片时具有明显的优势，但灵活性却受到限制，产生信号形式单一，改变信号输出波形需要重新更改CPLD，因此只能在特定应用中采用这种方案4。3DSP方案这种方案就是采用以DSP为核心的控制模块，其余同MCU方案相同。由于DSP速度快，因此不会存在MCU方案中的缺点。但采用这种方案会带来成本和设计的复杂性明显增加。综合上述几种方案的优缺点，提出了一种改进方案MCUCPLD方案，即采用单片机作控制器，通过CPLD完成对DDS模块的控制。本文研制的信号发生器对接口芯片有特殊的要求，目前市场上已有的专用芯片很难满足要求。采用全定制IC具有速度高、功耗低、保密性好等优点，缺点是由于用量小，成本太高，研制风险大。采用半定制IC芯片CPLD作为单片机的接口，通过设计者对IC进行布线设计以完成最终设计。采用半定制IC优点是功能由用户自己设计，产品设计周期短，费用低，依赖工艺，适用于小批量生产，研制风险小。本方案中，采用半定制芯片EPM3128作为单片机与面板和DDS之间的接口芯片，根据功能需要自行定义接口芯片的功能。同时利用可编程器件对外加信号进行分频，实现等精度外测频功能。利用CPLD的可编程性，拓宽了信号发生器设计的应用范围，提高设计的灵活性，为信号发生器的功能扩展提供了方便。13项目主要研究内容本文选择利用已有的DDS芯片，以设计高性能的直接数字式频率合成器作为研究的主要内容，最终研发出一种以简单、廉价器件构筑，并能够得到高精度、高纯度的合成频率信号的DDS数字信号发生器。整个系统采用CYGNAL公司的单片机C8051F206作为控制模块，数字频率合成芯片AD9834为核心，EPM3128作为单片机接口扩展电路，采用合适的模拟调理电路，以C51语言和VHDL语言作为开发工具，组成一个多功能信号发生器。本论文的主要任务如下1设计方案的确定根据实际需要，确定以DDS技术作为信号发生器核心的设计方案。对DDS的原理和优缺点作了简单的介绍和分析，选择性价比较高的AD9834芯片，并围绕AD9834选择信号发生器的其它主要器件。2系统总体方案设计将DDS信号发生器分成6个模块键盘模块、单片机模块、CPLD模块、DDS模块、模拟信号调理模块和电源模块，按模块进行软硬件设计。3系统的硬件设计完成系统的硬件总体设计，对具体实现电路进行详细的分析和设计。4系统软件设计系统软件的具体实现，对系统软件的主要功能按模块进行介绍。5系统功能测试测试信号发生器的主要功能，给出具体测试波形和测试数据，并对结果进行分析。第二章信号发生器总体设计本章首先列出了信号发生器的技术指标，给出了系统实现框图，简单地介绍了各个模块的功能，根据信号发生器技术指标的要求选择合适的器件。21DDS信号发生器的指标要求DDS信号发生器的性能指标是经过调研市场需求并综合考虑了同类型产品的指标后，为实现使用方便，性能优良的特性而提出来的，具体的性能指标要求如下正弦波信号频率范围1HZ2MHZ；频率分辨率为1HZ；方波，三角波信号方波上升时间VPP100MV测量误差小于01；输出阻抗为50；衰减档位0DB、20DB和40DB；输出信号直流偏置电平调节范围2V2V；输出频率显示功能6位数码管显示；输出电压显示功能4位数码管显示，显示误差小于5。22系统框图及模块功能整个系统的硬件框中，单片机采用CYGNAL公司的C8051F206，CPLD采用ALTERA公司MAX3128A，DDS芯片采用AD公司的AD9834。系统工作过程用户采用55键盘发出各种控制命令，通过CPLD送入单片机，单片机根据键盘输入的指令执行相应操作，再经过CPLD进行各种控制。如果键盘输入改变波形或频率的命令，单片机根据键盘输入的值将其转化为相应的控制字，通过CPLD来完成对DDS的控制，输出所选择的频率或波形，然后经过模拟调理电路，输出用户所要求的信号。衰减前级信号经过波形变换电路将交流信号变成脉冲波送入单片机内部AD电路进行采样，采样值通过CPLD接口送入显示电路进行电压幅度显示。当用户通过键盘选择外测频率时，单片机根据外测信号频率选择合适的分频比，将分频比送至CPLD，CPLD根据分频比将外部信号进行分频，分频后的外部信号对标准信号进行计数，通过一定的算法计算后得到相应的频率，最后送至频率显示电路，完成测频功能。下面对系统的各部分电路作简要的介绍。1键盘模块通过55键盘输入频率和波形，经由CPLD送入单片机，单片机将键盘数据转换为相应的频率控制字，再通过CPLD接口电路控制DDS芯片的控制字，产生相应的频率和波形，即实现数字控制功能。同时按键还可以实现其它各种命令的输入，由单片机经CPLD来执行。面板按键包括09十个数字，小数点，ENTER按键，DELETE按键，UP按键，DOWN按键，波形选择三个按键，外测频键，频率显示切换键，HZ/KHZ转换按键，20DB/40DB的幅度衰减按键，输出信号控制键等。2显示模块显示部分包括频率显示和电压显示。频率和电压显示采用7段数码管，频率由六位LED共阳数码管显示，电压由四位LED共阳数码管显示。波形显示采用发光二极管指示，有正弦波、三角波和方波显示，频率有HZ/KHZ显示，幅度有MV/V显示。3单片机模块单片机是整个系统的控制核心，它控制、协调其它各个模块工作。单片机采用CYGNAL公司的C8051F206。单片机主要完成以下工作（1）显示控制（2）面板控制（3）DDS控制（4）输出电压的数据采集，电压显示（5）与CPLD进行通信（6）外测频分频比控制和计数（7）波形选择控制（8）输出控制单片机C8051F206支持JTAG接口在线调试，调试程序方便、快捷。4CPLD模块CPLD采用ALTERA公司高性价的EPM3128。CPLD所要完成的功能作为单片机的接口扩展电路，单片机发出的所有命令都是通过CPLD来送出，CPLD用于驱动频率和电压幅度显示数码管。主要功能有（1）外测频时，对被测信号进行分频；（2）接收键盘模块送来的数据；（3）作为单片机I/O接口扩展电路，接收单片机发送来的数据，并控制各模块电路。5DDS模块DDS模块是整个系统设计的核心，包括接口电路和DDS芯片外围电路。DDS接收单片机的控制命令，产生所需信号，DDS芯片采用AD公司的AD9834。AD9834数字频率合成器是一款高度集成的DDS芯片，它采用先进的DDS技术，结合内部集成的高速高性能的DAC，可以实现灵活的频率合成功能。6模拟调理电路模块模拟调理电路模块包括三角波、正弦波以及方波的调理电路、波形切换、电压幅度调节、功率放大和保护电路。DDS芯片输出的信号有一定直流电平，经过调理电路使得最终输出的波形能满足用户的要求。信号发生器要求输出四种波形，通过继电器构成的波形切换电路，由用户选择实际需要的波形；幅度调节实现输出波形的电压连续调节以及电压比例衰减；功率放大可实现50欧姆的阻抗匹配；保护电路可防止由于用户误操作而引起的直流电流倒灌损坏信号发生器。7电源模块电源模块提供5V、15V、5V、33V电源，其中5V、15V为两路对称的直流电源，15V为运算放大器和功放提供电源；5V为比较器和TTL电路提供电源；单独的一路5V为数字电路提供电源，33V为单片机、CPLD提供电源。23主要器件选择1DDS芯片选择本文研制的信号发生器为1HZ2MHZ，属于DDS的低频段应用，通过分析比较DDS芯片资料，综合考虑后，选择性价比较高的AD9834芯片。该芯片有内置比较器，可以输出所需要的三种波形。AD9834芯片输出的最高频率可以达到20MHZ，在1KHZ处的信噪比可以达到60DB。2单片机选择本系统中的MCU选择CYGNAL公司的C8051F206，该芯片是高度集成的混合信号系统级MCU芯片，片内集成了一个12位多通道ADC，有着与8051兼容的微控制器内核和8K字节的FLASH存储器，还有硬件实现的UART和SPI串行接口。3可编程逻辑器件在本设计中采用EPM3128，内核和接口电源均为33V，这样CPLD可同时接受来自5V和33V的输入。33V的输出电平又可以直接驱动5V的TTL电路。CPLD可以实现与单片机的时序同步，灵活的控制手段、方便的功能扩展以及芯片可重新配置功能等。开发平台是应用广泛的MAXPLUS工具，使用VHDL语言和原理图输入相结合的编程方法，具有语言输入的灵活性和原理图输入的结构清晰、方便性。4集成运算放大器模拟信号调理电路中除了考虑正弦信号的处理，还要注意方波信号的处理，选择增益带宽积高的高速运算放大器，对比了多种运放，考虑到性价比，选择AD8021运放作为系统的主放大器芯片。5电压比较器信号发生器的方波由正弦波经高速电压比较器产生，系统要求信号发生器的输出信号为2MHZ。当系统处于外测频时，外部信号还要通过电压比较器进行整形。比较了许多电压比较器，最后选择性价比较高的TL3016芯片。674HC00集成电路本文设计的信号发生器具有05V的TTL信号输出功能，一般TTL对输出的带负载能力要求不是很高，采用42的74HC00与非门将方波整形作为TTL信号输出。为了提高带负载能力，将74HC00内部的四个与非门并联使用。第三章信号发生器硬件电路设计根据选用芯片的数据手册设计具体的硬件电路，信号发生器主要包括单片机模块设计、DDS模块设计、可编程逻辑器件模块设计、模拟信号调理电路和电源模块的电路设计以及印刷电路板的设计。31单片机模块设计单片机是信号发生器的控制中心，其完成功能主要包括面板控制、DDS控制、输出电压的A/D转换等。采用C8051F206单片机完全可以达到系统设计的要求，尤其是内部有12位的ADC，可以把输出信号处理后，从衰减的前级采集数据，在面板上显示输出电压的峰峰值。为了让单片机正常工作，必须对单片机初始化、进行端口设置，比如数字端口模拟端口设置输入输出端口设置。本系统中单片机部分设计如图31所示。图31单片机系统32人机交互电路设计一个系统的好坏对于用户而言很大程度上决定于界面是否友好。本系统在面板设计上充分考虑用户操作的方便，设计了25个按键，为了节省I/O口，键盘输入采取列输入行扫描的形式，其硬件连接如图32所示。按键程序设计一般包括两个方面按键的捕捉与识别和按键的功能实现。两者相辅相成，前者是基础，后者是关键。在正确识别按键的基础之上，如何正确进行处理以实现按键的功能是每个智能系统的关键所在。为了节省CPLD的引脚，本系统采用55矩阵键盘输入，共25个按键，程序共设置26个返回值即126。每个返回值都对应了一个功能，分别对应09共10个数字键、小数点、UP键、DOWN键、HZ/KHZ选择键、直流偏置键、ENTER键、DELETE键、波形选择键、测频键、输出使能键、20DB、40DB等按键。面板设计实物图如图33所示。图32键盘硬件连接图图33面板设计实物图33DDS模块设计DDS基本原理正弦波形一个周期离散样点的幅值数字量存于ROM（或RAM）中，按一定的地址间隔（相位增量）读出，由D/A转换成模拟正弦信号，经过低通滤波，滤除D/A带来的小台阶和数字电路产生的毛刺，即可获得所需要的正弦信号。AD9834的外围电路如图34所示。50MHZ的时钟信号由8脚输入，作为DDS时钟频率，33V数字电源从5脚输入，5V的模拟电源从4脚输入，20脚和19脚接RC低通滤波器，滤除高频干扰信号，IOUT和IOUTB输出两路幅度相等相位相反的电流，经过R109和R111后得到两路大小相等相位相反的正弦或三角波信号电压，由软件控制该端口的波形，16脚为方波输出端口。图34DDS外围电路AD9834产生正弦波三角波，输出量为电流，在R109和R111上产生相位相反、幅度为05V的信号，该信号中含有025V的直流信号,波形如图35和图36所示。该信号要经过相应的处理才能作为交流信号使用。图35输出正弦波波形图图36输出三角波波形从波形图上可以看出，R109和R111上波形大小相等，相位相差180O，将两个信号进行减法运算，即可去掉信号中的直流成份，得到不含直流电压的交流信号。经过实验表明，16脚的SIGNBIT输出方波信号在高频时比较理想，当信号低于1KHZ时，变得不稳定，所以在本系统中方波不是由DDS输出，而采用由正弦波或三角波经过高速电压比较器来产生。34可编程逻辑器件模块设计由于系统需要进行大量的显示和控制，单片机的I/O口远远不够，采用专用的8255芯片来扩展也不能满足要求。故本系统采用可编程逻辑器件作为单片机的扩展口，大大提高了信号发生器的可扩展性。可编程器件采用ALTERA公司EPM3128A，TQFP144封装。CPLD完成的主要功能接收单片机发送来的数据，控制各种模块电路，对外测信号进行分频。CPLD设计原理图如图38所示。图37（A）为CPLD的引脚分配图，包含CPLD和单片机接口，面板接口，DDS接口。图37（B）为CPLD的电源端和地线接线图，其中128脚为外测频信号输入端，125脚为CPLD时钟引脚，由于本系统不需要外接时钟，所以该端口作为以后扩展使用。图37（C）为CPLD的JTAG下载接口图16，通过ALTERA专用下载电缆可以直接对EPM3128A进行编程，实现CPLD所需要的功能。35模拟调理电路设计1方波和TTL电平产生电路图39（A）为方波和TTL电平产生原理图，实验表明当电压比较器电路采用简单的过零比较器时，低频段（地址为13时,送分频比低八位数据COUNT7DOWNTO0地址为14时,送分频比9到16位数据COUNT15DOWNTO8COUNT17DOWNTO16NULLENDCASEENDIFENDPROCESSENDBEHAVF_FERQ模块的VHDL语言程序如下所示LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_ARITHALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYF_FREQISPORTCOUNTININTEGERRANGE0TO262140送来的分频比F_ININSTD_LOGIC外测的频率F_OUTOUTSTD_LOGIC外测信号经一定分频比送出的频率ENDF_FREQARCHITECTUREBEHAVOFF_FREQISSIGNALFSTD_LOGICSIGNALCOUNT1INTEGERRANGE0TO65535BEGINPROCESSF_INBEGINIFF_IN1ANDF_INEVENTTHENIFCOUNT1COUNTTHENCOUNT1COUNT11ELSECOUNT10FNOTFENDIFENDIFF_OUTFENDPROCESSENDBEHAV单片机的外测频程序包含以下几个函数模块VOIDSYSCLK_INITVOID/时钟初始化子程序VOIDCOUNTFREQUENCEVOID/外测频率子程序VOIDINTERFACE_CPLDUNSIGNEDCHARADDRESS,UNSIGNEDCHARDAT/单片机与CPLD通信VOIDDELAYUNSIGNEDINTTIME/延时子程序VOIDJUDGEVOID/计数判断子程序VOIDTIMEVOID/高电平计数子程序VOIDTIME2VOID/低电平计数子程序采用等精度测频在波形的高电平和低电平分别计数，这样不仅能对占空比为11的波形进行精确测量，还能对其他占空比的波形进行精确测量。第五章信号发生器参数测试选用以下几种仪器对信号发生器进行有关参数测试示波器AGILENT54642D500MHZ；信号发生器AGILENT33250A80MHZ；数字电压表METRAHIT|28S五位半；频谱仪ATTENAT50101000MHZ；晶体管毫伏表EM2172。51幅度显示参数测试信号发生器的幅度特性是一个重要的性能指标。信号发生器在不同衰减、不同波形、不同频率下显示的幅度是不相同的。采用毫伏表或示波器测量信号发生器的输出电压，并和显示电压进行比较，测试数据为VPP。表51测试和显示结果表输入频率（KHZ）0010111010010002000显示19202206206206202196正弦测量20220420620620220419显示2042022022019819419方波测量2122042042019819219显示1882042022022042021940DB（V）三角测量202206206204202204192显示19202206206206202198正弦测量202204204204206204188显示204202202219819419方波测量212206204219419188显示18820420220220420219420DB（V）三角测量2022062062042022192显示190202206206206202196正弦测量202206206208198196190显示190202206206206202198方波测量212208204200194190188显示18820420220220420219440DB（MV）三角测量204206206206202198190测试条件幅度旋钮旋至最大，负载为50，温度为常温。电压幅度测量值与显示结果如表51所示。测量结果表明，正弦波的平坦度比较好，方波的平坦度由于通道带宽的原因，在高频时衰减比较大。不同衰减引起的误差可以通过调节电阻的阻值精度减小误差。对于不同波形引起的误差通过在AD转换的程序中采用误差系数进行校正，以提高测量精度。对于不同频率、不同波形引起的幅度差别，主要是由于以下几种原因引起1方波和正弦波存在不同的通道，引起了它们幅度上不能完全相等；2方波存在过冲，在不同频率时，过冲的幅度也不同，低频的时候过冲的幅度大，因此峰值检波后电压的幅度相差较大，引起方波在不同频率时幅度不等；3由于通道平坦度的问题，引起信号在高频和低频存在不同的衰减；4峰值检波电路对于不同频率、不同波形存在不同的充电时间，因此产生的影响比较大，在AD转换程序中采用不同的误差系数校正来减小由此引起的显示误差；5单片机内部AD转换本身存在一定的误差。52外测频参数测试信号发生器的外测频率范围为5HZ10MHZ，输入信号幅度要求50MV100V，采用AGILENT33250A信号发生器的输出作为被测输入信号。外测频的频率测量显示结果如表52所示。表52外测频测量结果表输入频率KHZ0010100100010000100000100000010000000测量频率KHZ001010010011000299984998135997263测量结果表明，外测频功能已经达到指标要求，但仍存在一定的误差，通过分析误差来源有以下几种可能1单片机延时不准确，导致基准信号有误差，会造成计数结果的误差；2单片机中计算外测频率时用的是定点计算，而非浮点计算，数据会有截断误差；3外测频率采用6位LED显示，最高显示精度为十万分之一，其舍去位数会有有效数字，所以造成低于测量精度的显示误差；4输入信号的频率存在误差。53频率显示参数测试由键盘输入频率，信号发生器的由6个数码管进行显示，用示波器来测量信号发生器的实际输出频率大小，测量精度为1HZ。测量的条件是信号发生器的输出电压为1V，负载为50，温度为常温状态下。测量的结果如表53所示。表53频率测量的结果键盘输入频率（KHZ）000100111010010002000显示频率（KHZ）000100111010010002000测量值（KHZ）00010010100110001997519999811999678测量结果表明，键盘输入频率和显示频率不存在误差问题，但是和实际测量值存在一定的误差，主要原因有以下几点1DDS信号产生的时候，相位累加器本身存在一定的误差；2单片机在进行数据处理时存在精度的问题，进行浮点运算时舍去了一些有效数字；3用示波器测量信号频率，测量仪器本身存在一定的误差。54信号发生器的典型波形（A）正弦波（B）方波（C）三角波图51幅度为1V、频率为2MHZ时三种典型信号的波形（A）正弦波（B）方波（C）三角波图52峰峰值为28MV、频率为1KHZ时三种典型信号的波形图51为信号发生器在频率为2MHZ、幅度为1V时的三种典型的波形。图52为信号发生器在频率为1KHZ、衰减为40DB、输出信号峰峰值为28MV时的三种典型的信号波形，信号中的直流漂移小于02MV。大信号时采用AGILENT54642D对波形进行测试，小信号时采用CA8020进行测试。从波形上可以看出，正弦波、方波和三角波的波形比较理想，尤其在小信号时波形比较干净，干扰很小。第六章结论与展望实践表明，利用AD9834设计的数控信号发生器具有速度快、频率分辨率高、体积小、系统工作稳定、使用方便等优点。因此它有很强的实用价值。AD9834工作可靠，对参考时钟波形要求不高，输出信号稳定且信噪比高，是一种性价比很高的DDS芯片。由于AD9834外围设计简单，控制方便，并且输出信号纯净，几乎不含噪声，适合精确频率合成方面的应用9。本文所设计的数字信号发生器仍存在很多有待改进的地方，有如下几个方面1输出信号频率需要进一步提高。此信号发生器所能输出的最高频率为2MHZ,这在通信方面是远远不能满足用户要求的，在以后的设计过程中，可以考虑把信号发生器的输出信号频率提高到10MHZ，甚至20MHZ；2外测频的测率范围和精度，有待进一步提高；3软件部分还需要近一步完善，实现更多的功能。此信号发生器使用键盘来控制的，在以后的设计过程中可以考虑用PC机来控制信号发生器波形的产生，同时提供图形化的波形编辑界面，使用者只需要在PC机生成所需波形，通过串口控制信号发生器产生波形，实现智能化的信号发生器；4波形的限制，此信号发生器只能产生正弦波、方波以及三角波，在使用上有一定的限制。在以后的设计过程中，可以考虑更多种波形输出，例如锯齿波、阶梯波和FSK/ASK等信号；今后可在现有的信号发生器基础上提高其输出频率，增加输出波形的种类，提高其输出幅度的显示精度。在系统上需考虑作以下处理采用数字信号处理芯片TMS320LF3207代替现有的单片机C8051F206,提高其控制部分的功能；DSP芯片的接口采用EPM3256取代EPM3128，提高接口的功能扩展；幅度输出采用数控方式，提高输出的精度；增加大功率输出控制。模拟通道部分需作适当的修改，进一步提高信号通道的带宽。系统增加功能后可能会对现有系统带来干扰和影响，如何解决现有系统和增加模块之间的结合问题是今后再进行信号发生器电路设计时所需要重点考虑的问题。本文设计的函数发生器相对于一般信号发生器具有如下特点1信号干扰小，尤其在小信号1MV时干扰很小；2保护电路完善，当输出端有直流电压倒灌时，能够自动切断输出，有效地保护电路；3波形质量高，正弦波、方波和三角波失真小，方波上升时间小；4小信号1MV时直流漂移小于02MV；5面板操作的人性化设计，方便用户使用；6加入直流偏置，波形不会出现失真；7模拟信号调理部分采用集成电路实现，系统稳定可靠，分布参数变化小；8单片机接口采用CPLD芯片，它们之间通信采用寻址方式处理，功能扩展方便。致谢在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的刘步中、庄海军两位指导老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意在论文工作中，我遇到了很多问题，论文的格式，专业的知识部分，一直得到