基于单片机的实用数字信号源与频率计设计

理如图3所示。

控板采用AT89C52型单片机作为CPU芯片。主控板的外形设计成与1602型LCD显示器相同大小，并且其固定孔和连接器位置也与LCD直接对应，这样便于将其与LCD直接固定为一体，从而既可以缩小测试仪的体积，也便于设备维护。

主控板设计的核心问题是CPU的I/O端口的分配问题，信号源所需的I/O资源如表2所示。

从表2可见，测试仪所需的信号数量为31个，因此一个单片机即可满足需要。

3 数字信号源软件设计

3.1 软件系统总体方案设计

信号源采用点阵液晶显示器来显示输出信号频率和频率测量结果，设置需要产生的信号频率过程中，要显示相关辅助信息和测量结果，这就需要相对复杂的软件配合。本作

品的软件系统总体框图如图4所示。

图4中初始化程序为所有变量给定初值，并对显示屏进行清屏、设置显示模式、光标位置等操作;定频信号产生程序是通过简单的运算，然后输出六路固定频率的信号;变频信号产生程序是根据编码器输出的信号频率，通过一系列的计算后，给相应寄存器赋值，从而产生用户所需频率的信号;单脉冲信号产生程序主要目的是消除按键的抖动信号，使每按一次按键就产生一个单脉冲信号;频率测量程序用于外部输入信号频率的测量;频率设定程序是利用单片机的外部中断测量输入信号，从而确定需要输出的频率;显示程序负责帮助用户设定所需要的输出频率和对输入信号频率进行显示。

3.2 软件系统主程序流程设计

由于系统可以输出多种模式的信号，同时还兼有频率计的功能，所以每个模块执行的子程序中要求给予输入参数提示。系统主程序流程如图5所示，在初始化阶段，对系统中相关参数进行定义赋初值，初始化后进入功能设置，根据功能键值，调用对应的功能模块子程序。根据提示输入所需要设置的参数，确认后按执行键执行。

4 结论

根据上述软硬件设计方法制作了数字信号源和频率计样机，并对样机进行了参数测量。实测结果表明，本数字信号源可以便捷地产生频率固定或可变的连续脉冲信号和单脉冲信号，且可以实现对输入信号频率的测量。整机结构简单、性能稳定、便于携带，因此既可以应用于院校的日常教学实验中，也可以用于装备的日常检修中，具有较高的性价比。