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水平水平扫速：500ns、1μs、5μs、10μs、50μs、500μs、5ms、50ms

垂 直电压灵敏度： 10mV/div, 20mV/div, 50mV/div, 0.1V/div, 0.2V/div, 0.5V/div, 1V/div, 2V/div,5V/div

3.1.4系统软件流程

3.2函数信号发生器

3.2.1函数信号发生器简介

函数发生器又称波形发生器。它能产生某些特定的周期性时间函数波形（主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号。频率范围可从几毫赫甚至几微赫的超低频直到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。图2为产生上述波形的方法之一，将积分电路与某种带有回滞特性的阈值开关电路（如施米特触 发器）相连成环路，积分器能将方波积分成三角波。施米特电路又能使三角波上升到某一阈值或下降到另一阈值时发生跃变而形成方波，频率除能随积分器中的RC 值的变化而改变外，还能用外加电压控制两个阈值而改变。将三角波另行加到由很多不同偏置二极管组成的整形网络，形成许多不同斜度的折线段，便可形成正弦 波。另一种构成方式是用频率合成器产生正弦波，再对它多次放大、削波而形成方波，再将方波积分成三角波和正、负斜率的锯齿波等。对这些函数发生器的频率都 可电控、程控、锁定和扫频，仪器除工作于连续波状态外，还能按键控、门控或触发等方式工作。 　　

3.2.2方案设计与选择

方案一：采用单片函数发生器（如8038），8038可同时产生正弦波、方波等，而且方法简单易行，用D/A转换器的输出来改变调制电压，也可以实现数控调整频率，但产生信号的频率稳定度不高。

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。

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。

鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二的电路复杂，频率覆盖系数难以达标等缺点，所以决定采用方案三的设计方法。它不仅采用软硬件结合，软件控制硬件的方法 来实现，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到，且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。

3.2.3设计原理

我们做的信号发生器只需用到外部中断和PWM脉宽调制波两项技术便可以实现，Atmel多数单片机都支持这两项技术，由于主控芯片还未定，故该信号发生器暂时假定采用的控制芯片为Atmega16。

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。Atmega16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Atmega16再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、指示灯及其接口等四部分，即可构成所需的波形发生器，其信 号发生器构成原理框图如图3.1所示：

信号发生器原理框图

Atmega16是整个波形发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，产生各种各样的信号，并从键盘接收数据，进行各种功能的转换和信号幅度的调节。当数字信号经过接口电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。

3.2.4设计思想

1、利用单片机产生方波、锯齿波、正弦波、三角波和锯齿波等信号波形，信号的频率和幅度可变。

2、将一个周期的信号分离成256个点（按X轴等分），每两点之间的时间间隔为T，用单片机的定时器产生，其表示式为：T=T/256。

3、正弦波的模拟信号是D/A转换器的模拟量输出，其计算公式为：

Y=（A/2sint）+A/2 (其中A=VREF)

那么对应着存放在计算机里的这一点的数据为：

4、一个周期被分离成256个点，对应的四种波形的256个数据存放在以TAB1--TAB4为起始地址的存储器中。

3.2.5设计功能

根据系统操作界面的菜单提示选择信号发生器输出的波形。分别有正弦波、方波、三角波。

在系统操作界面可以调节输出波形的频率和幅值。频率范围：10~1000Hz，输出波形幅度为：0～5V。

3.2.6硬件设计

硬件原理框图

3.2.7软件设计

本文中子程序的调用是通过操作界面菜单选项的选择来实现，在取得按键相应的键值后，启动计时器和相应的中断服务程序，再直接查询程序中预先设置的数据值，通过转换输出相应的电压，从