基于AT89S52波形发生器 电子设计自选赛一等奖
本文档介绍的是一台基于设计的，能产生正弦波、方波，该设计通过数字电位器和AD转换芯片将波形显示在LCD12864上。特点：1）.信号发生器能产生正弦波、方波；2）.输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调；3）.在1kΩ负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；4）.输出信号波形无明显失真；频率稳定度：10-45）.可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值；发挥部分（1）将输出信号频率范围扩展为1Hz～1MHz，输出信号频率步进间隔最小为1Hz；输出信号频率值可通过键盘进行设置；（2）能产生双路信号，双路信号间相位可调。（3）在50Ω负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置；（4）其他。附件内容包括：整个电路设计原理图源文件（没有PCB），用AD软件打开；C语言源代码；程序简易流程图；
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波形发生器是可数字调频调幅的数字信号发生器。该波形发生器是基于ADI的AD9910 设计的，主控CPU采用ST的STM32F407VGT6，使用上位机配置AM、PM、FM、2FSK、2ASK、2PSK各种调制信号的输出。同时能够设置频率、幅度、相位的变化时间，调频信号的输出幅度，调幅信号的频率等各种配置。波形发生器是一种数据信号发生器，在调试硬件时，常常需要加入一些信号，以观察电路工作是否正常。即给集成运放引入正反馈，配合适当限幅措施，可以产生稳定周期性振荡。上位机截图：AD9910 DDS波形信号发生器电路板实物截图：
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本设计分享的是基于AT89S52单片机开发板全套制作资料，方便电子初学者DIY制作。该AT89S52单片机开发板主要芯片包括AT89S52单片机和MAX232（支持AT89S51/52/53;STC89C51/52/53），其工作电压：直流4.5~5.5V（或者USB供电）,且支持单片机标准十针下载接口。（可使用并口下载线和USB下载线下载）另外支持：双龙下载软件以及Easy 51Pro.exe 和 progisp.exe。AT89S52单片机开发板实物图片展示：AT89S52单片机开发板特点：
1、具有电源指示；2、所以I/O口以引出；3、可以实现与电脑串口通信；4、标准的11.0592M晶振(晶振可插拔可以自行更换)；5、具有上电复位和手动复位；6、支持AT89SXX系列单片机和STC89CXX系列单片机；7、支持STC串口下载；8、P2口四位按键输入；9、P1口四位信号灯指示；10、可USB供电、可端子接线供电、可排针引电；AT89S52单片机开发板电路 PCB截图，见附件下载其工程文件：
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该设计分享的非常好用带彩色显示屏的32位数字存储示波器原理图/固件/用户手册等，供学习参考。该32位数字存储示波器基于ARM-M3设计，配备320 * 240彩色显示屏，SD卡，USB端口和充电功能。结构紧凑，操作简单; 符合学校实验室，电动家具修理和电气工程的基本要求。该32位数字存储示波器使用了具有用户友好界面的新固件，操作更方便，见附件内容下载。通过虚拟磁盘升级固件，增加了内置的2Mbyte存储芯片，而不是微型SD卡插槽。32位数字存储示波器特点：
便携和轻便彩色显示波形存储和播放6种触发模式200Khz模拟带宽完整的测量标记和信号特征内置信号发生器32位数字存储示波器实物截图：32位数字存储示波器具体参数如下：
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巴掌大小便携全屏触摸DDS 波形发生器描述：
该DDS波形发生器有国外开源网站分享而来，由标准12V插孔直接供电，能够以1MHz输出10Vpp信号（-5V至+ 5V之间，正弦波形，无负载）。高于1MHz，输出开始衰落，在4MHz（最大频率）达到9Vpp。频率，幅度和偏移通过智能TFT数字控制。DDS 波形发生器液晶显示屏采用PIC32和2.8“TFT触摸屏液晶显示屏（ILI9320控制器，使用16位PMP）设计完成。2.8“TFT液晶显示器资料下载见：http://www.cirmall.com/circuit/6492/detail?3巴掌大小便携全屏触摸DDS 波形发生器提供三个“基本”波形：来自DDS芯片（0.1Hz至4MHz，0.1Hz步长）的正弦波和三角波形，以及来自微控制器PWM（0.1Hz至1MHz，可变步长）。微控制器还提供任意波形，如锯齿波，sin（x）/ x，噪声，wav文件播放等，但在较低频率（0至2kHz或100kSPS）。每个波形可以直接输出，也可以作为频率或幅度调制的输入。巴掌大小便携全屏触摸DDS 波形发生器实物展示：巴掌大小便携全屏触摸DDS 波形发生器电路设计涉及到重要芯片：- 一个AD9834（DDS芯片带有正弦波/三角波形输出）- 2个AD5310（10bit DAC：一个用于Vpp控制，另一个偏移控制）- 3 x LM7171（快速OPA）- 3 x LT1616（开关稳压器：+ 5V，+ 7V，-7V）巴掌大小便携全屏触摸DDS 波形发生器PCB截图，用eagle打开：
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该AVR DDS示波器信号发生器基于Atmega16 MCU设计，信号发生器有两个输出，一个是DDS信号，另一个用于高速方波信号(1 . .8MHz）。电路图及PCB我用AD6重新画了，但直到调试的时候才发现运放的正负电压接反了，也懒得改图再重新做板了，直接飞线了，很业余，大家见谅。还有一点要注意，就是要把芯片的JTAG功能禁止掉，否则LCD工作不正常。AVR DDS示波器信号发生器系统框图：这个是第一版，用洞洞版搭的，自己又做了一个木头盒子。下面的图是第二版的板子：这个是腐蚀后的板子焊好元件后的样子组装好后的样子
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一、系统特征? 内建 8051 学习系统，配合详细的教程，即使没有基础也可以逐步展开学习；? 内建 CORTEX-M3 STM32 性能强大的ARM 微处理器，主频达 72MHz；? 内建最新的 CycloneTM 四代 FPGA，资源更多，性能更强；? 内建极具性价比的 MAXII CPLD 作为液晶驱动器。经典应用，极具学习价值；? 内建 4.3 英寸液晶屏， 480×272 分辨率，65536 色，色彩逼真，背光连续可调；软件上支持μCGUI、 ZLGGUI、 X-GUI 等；? 具有代表性的电源系统，包含单键开关电路，抛弃机械开关。并包含了 Buck、 Boost、Buck-Boost、 LDO 等常用电源结构；? 包含-500V~500V 交直流数字电压表通道，自动量程，并配有带数据记录模式的软件；? 包含全功能任意波发生器，采样率高达100MHz 以上，并配有 50 欧姆功率输出。系统使用 X-GUI 完成友好界面；实用性强；? 包含全功能数字存储示波器，高达 50M采样率及大于 10MHz 带宽，并带有硬件触发功能；即适合学习，又具有实用价值；? 外扩一路 DAC，两路 ADC，五路 IO，可完成等精度频率计，逻辑分析仪等功能，具备强大的扩展空间；? 自主知识产权的 X-GUI， XiaomaGee 带领你从零开始学习人机界面的实现不应用。二、系统概述《iBoard 电子学堂》是一款与为电子爱好者设计的一款综合的电子学习系统；硬件上，它囊括了当今主流的资源，并巧妙地结合起来，做到资源互补；软件上，系统配有规范的、极具商业价值的源代码，它是我们若干年实际工程经验的结晶；系统幵配有自主研发的 4.3 寸真彩液晶驱动器及自主研发的 X-GUI 人机界面软件库，界面更专业。《iBoard 电子学堂》从应用和系统的角度出发，注重每个细节，通过它，我们搭起了一座从教科书教育到工程实践的桥梁，通过学习，我们可以系统地掌握多项专业技能，并迅速进入电子行业研发领域。三、适合哪类学习者? 电子信息工程、电气工程、自动化、通信工程等电子类专业的在读大与生、本科生及研究生；? 电子设计爱好者；? 在职电子工程师。下面是一个开箱视频：系统总框图如下：
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1 载波波形为正弦波,频率100kHz～500kHz可调节。
2 调制信号由高频信号发生芯片ICL8038实现，设计拨码开关实现方波，三角波，正弦波的切换，调制信号可调频率范围500Hz～5kHz。正弦波(Vpp＞1V)、方波(Vpp＜5V)、三角波（Vpp＜6V）。
3 调幅系数可调，范围0~1可调。模块介绍：1.调幅信号发送器分三部分组成： ICL8038 信号产生部分、 NE555 载波产生部分、 MC1496 信号调制部分。2.ICL8038仿真电路部分， 有输出信号占空比调节、 频率调节（ 范围大于 500-5K）、 两个正弦波失真度调节、 输出信号幅度调节（ 调节这里的幅度即改变了调幅度）。3.载波部分， 为 NE555 定时器产生 100K-500K 的方波信号， 然后通过一个一阶RC 高通滤波和一个二阶 LC 低通滤波得到交流正弦波
4.MC1496部分，包含一个平衡电位器，调节输出调制波的幅度系统框图：ICL8038的仿真图：NE555载波产生电路：2N2222搭建MC1496调制电路：测试：测试前应该先拔掉跳帽，接通电源，测ICL8038跳帽输出端调节频率调节电位器调到所要频率（500-5K），可以切换拨码开关选择不同波形，调节ICL8038输出信号的幅度就改变了调幅度。NE555部分，可以调节电位器改变载波信号频率，调节NE555部分的调幅电位器将幅度调到500mV左右。把两个跳帽接上，因为我们已将平衡电位器调好，所用直接测试输出端即可看到调制输出波形。中间遇到几个问题，就是频率无法达到500k然后将两个5.1k的电阻改为了2.2k，达到了那个频率要求。
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1.本设计基于STC89C51/52（与AT89S51/52、AT89C51/52通用，可任选）单片机。2.LCD1602液晶显示波形种类和频率值（10-100HZ）。3.按键设置波形种类和设定频率步进值。4.电位器器改变振幅（0V-3.5V稳定）。5.本设计可产生正弦波、锯齿波、三角波、矩形波。6.有四个指示灯分别指示发出的是哪种波形，方便明了。7.本设计可以作为完整的毕业设计，文档中提供完整的毕业设计文档，附件有设计好的电路原理图、preteus仿真电路、程序设计等。函数信号发生器原理图截图：附件内容截图：
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直接数字频率合成（DDS）是近年来发展起来的一种新的频率合成技术，现已在接收机本振、信号发生器、通信系统、雷达系统等方面得到广泛应用。比如泰克的信号发生器AFG2021。数字频率合成器作为一种信号产生装置己经越来越受到人们的重视，它可以根据用户的要求产生相应的波形，具有重复性好、实时性强等优点，己经逐步取代了传统的函数发生器。如Tektronix/泰克 AFG3021C任意波形/函数信号发生器就采用了DDS技术。DDS的工作原理：直接数字频率合成是采用数字化技术，通过控制相位的变化速度，直接产生各种不同频率、不同波形信号的一种频率合成方法。它主要由相位累加器、正弦ROM表、D/A转换器和低通滤波器构成。DDS的基本结构如图所示：该DDS设计四大用途：DDS AD9856的应用，敢说是国内首创，从原理图到PCB到源代码全部验证通过；CPLD EPM240的学习板：典型的使用CPLD做高速数据采集（ADS825是40MSPS的ADC）；MSP430F149的学习板；高速ADC与DDS联合应用的范例板注意说明：
现在已经能够控制AD9856产生正交上变频信号，示例的EPM240程序是相位差可任意调节的2PSK信号，更高的QPSK、256QAM因为没有矢量信号分析仪，所以没做。哪位哥们手头有VSA的话做一下试试哦，程序稍微改动就可以了数字式频率合成器实物展示：附件内容截图：
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电子爱好者难免需要一台信号源，买一台又太贵，不如自己做一台吧！该电路采用ICL8038制作，资料在此：http://www.datasheet5.com/datasheet/ICL...官方资料称ICL8038可以输出1mHz~300kHz，实际测试下来，10Hz~200kHz范围内失真度比较理想。本作采用ICL8038官方电路+电阻衰减网络+放大器实现幅度调节+加法器实现直流偏置调节。采用±10V或±12V供电，输出10Hz~200kHz；方波、三角波、正弦波；0.1~8Vp；±3V直流偏置调节。PS：1.运放部分一定要选用高速运放，不要用便宜的LM358一类，实测LM358到10kHz的频率就已经无法正常输出了，本人用的JRCkHz以上放大倍数也不太理想，同时方波超过10kHz时上升沿速度也不够。2.电路中，ICL脚那里固定10k的电阻换成电位器可以改变占空比。
来自：时间：君，已阅读到文档的结尾了呢~~
波形发生器课程设计报告
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波形发生器课程设计报告
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使用示波器和波形发生器对元器件进行测试的方法
[导读]本文说明了使用示波器和波形发生器对元器件进行测试的方法。将展示电容、电感、二极管、双极晶体管及电缆的测试过程。这些测试方法可用于确定故障部件或识别无标注元器件的作用。　　测试配置　　本测试案例的基本理
本文说明了使用示波器和波形发生器对元器件进行测试的方法。将展示电容、电感、二极管、双极晶体管及电缆的测试过程。这些测试方法可用于确定故障部件或识别无标注元器件的作用。本文引用地址:
　　测试配置
　　本测试案例的基本理念是通过波形发生器在该元器件上施加一个激励，并通过示波器测量它的响应。安捷伦InfiniiVision X系列示波器采用内置波形发生器，可为元器件测试提供便利的&一体化&解决方案。应当注意的是，示波器不能完全替代专用的元器件测试仪，后者能提供更高的精度和更全面的测试。
　　图1显示了测量配置。波形发生器连接到示波器输入端，另一支路连接至被测件(DUT)。对于表贴元器件的测试，推荐使用安捷伦11060A(或相近产品)进行测试。通过波形发生器的50&O内阻，对被测件施加电压。通过示波器输入通道测量被测件上的电压。该示波器受到波形发生器的触发。安捷伦X系列示波器内置了触发连接，无需使用额外的电缆连接和触发配置设置。用户只需选择波形发生器作为触发源即可完成触发。
　　电容和电感测试
　　图2显示了示波器在没有连接被测件时的配置和测量。取平均法可以降低噪声进而提高精度。打开Min、Rise和Fall(10-90%)自动测量，触发点的位置设在左侧。
　　图2：电容和电感的测试与测量(未连接被测件时)。
　　使用一个10Hz、100mVpp的方波作为激励。针对被测件进行低电压在线测试，无需再连接偏置半导体器件。这种低电压测试还可以最大程度减少极化电容中可能会降低测量精度的反向泄漏电流.
　　电容测试
　　电容作为被测件时，电路配置为典型的电阻-电容(R-C)结构，其中R是函数发生器的50&O内阻。示波器的输入阻抗为1M&O，远远超过波形发生器的50&O内阻(可以忽略后者)。在测量上升时间(10-90%)时，根据下面公式可以算出被测件的电容值：
　　为了获得最精确的测量结果，必须对测试系统的电容进行测量，并考虑它对测试的影响。在确定值时，我们建议首先测量一个已知的、精确的1nF电容，随后在测量结果中减去1nF即为值。图3显示了1nF电容测量。通过上升时间测量(图3)可计算出电容值是1.24nF，因此值约为0.24nF。
　　图3：1nF电容的测试与测量。
　　必须认真调整示波器的s/div设置以便显示完整的跳变;但不能将显示速度调得过慢，否则会导致分辨率不足、无法精确地测量跳变。根据实际经验，最好将s/div设置在已测上升时间(或下降时间)的1/2~2倍之间。假设已测上升时间是175ns，则s/div应当设为100ns/div或200ns/div。
　　求出值后，可进一步对大于1nF的电容进行测试。因受到波形发生器的频率限制，可测得的电容数值上限为100uF。降低波形发生器的频率即可测试较大的电容数值。图4显示了47nF电容测量。在本例中，推算出的电容值是45.9nF。
　　图4：47nF电容的测试与测量。
　　请注意，边沿跳变开始时会出现&尖峰&。在激励边沿通过测试系统电缆到达被测件并返回的过程中会出现这个尖峰。它是导致无法精确测得低于1nF的电容值的主要原因。通过对被测件进行较短的连接(&6英寸)可以降低尖峰的干扰，从而能够测试低至250pF的电容值
　　电感作为被测件时，电路配置为电阻-电感(R-L)结构。本例将会测量下降时间。通过测量可得到电感的直流电阻(DCR)。将DCR添加到波形发生器的50&O输出电阻中，可确定R的总值。电感与下降时间的关系可由下面公式得出:
　　波形发生器的上升时间把可测得的最小电感值限定为10uH，其上限取决于电感的DCR。DCR过高时，示波器无法自动测量下降时间。在这种情况下需要手动测量下降时间。
　　图5显示了1200uH电感测量。需注意的是，因为受到电感的DCR影响，直流电压明显下降。电感值约为1208uH。故障电感或电容会得出错误的数值，或是显示为开路或短路。开路被测件的图像如图2所示，而短路被测件则像是一条水平线。
　　图5：1200uF电感的测试与测量。
　　二极管和双极晶体管测试
　　图6显示了示波器在未连接被测件时的配置和测量。对于二极管测试，波形发生器可配置为一个+/-2.5V的斜波信号(100Hz时)。这种低频测试需采用高分辨率模式来降低噪声。同时还要打开Max和Min自动测量，触发点的位置设在中间。
　　图6：二极管测试与测量(未连接被测件时)。
　　这种测试方法与传统的曲线追踪仪不同。曲线追踪仪可以绘制被测件的电流与电压。采用这个测试方法时，示波器的水平轴表示波形发生器的电压，垂直轴表示被测件上的电压。与曲线追踪仪不同的是，波形发生器的幅度较低，不适合测试反向击穿电压。
　　该测试方法可对被测件施加大量的电流。假设二极管两极的电压下降0.7V，那么波形发生器的50&O输出电阻上会存在最大1.8V的电压。这意味着流经二极管的电流最大为36mA。如果被测件无法容忍这个电流电平，那么就必须降低波形发生器的幅度
二极管测试
　　现在我们介绍几种不同的二极管测量。图7显示了通用硅二极管测量。不出所料，该二极管在大约0.5V的正向偏压时导通，最高需0.7V。
　　图7：通用硅二极管测试与测量。
　　以图8中的小信号二极管为比照，小信号二极管的正向偏压斜率较大，因而具有较高的导通电阻特性。图9显示的是一个肖特基二极管，这类二极管需要较低的导通电压值(0.26V)。
　　图8：小信号硅二极管测试与测量。
　　图9：肖特基二极管的测试与测量。
　　故障二极管显示为开路或短路。开路二极管的图像如图6所示，而短路二极管则像是一条水平线。LED也可通过这种方法进行测试。如果需要，通过提高波形发生器的偏置，可为LED提供更多的电压。
　　双极晶体管测试
　　双极晶体管测试可采用与二极管测量相同的方法。首先要确定发射极-基极和集电极-基极的连接能够像二级管一样运行。随后要确认集电极-发射极不会短路，也就是说要像开路电路一样运行。
　　对于电缆测试，波形发生器可配置为输出一个100Hz、0V～1V的方波，如图10所示。取平均法可以降低噪声;触发点的位置设在左侧。使用光标对波形参数进行手动测量。这种测试方法等效于一个低速时域反射计(TDR)。
　　图10：电缆测试与测量(未连接被测件时)。
　　图11显示了对长度未知的双绞线进行测量。双绞线的阻抗可通过下面公式计算：
　　图11：双绞线的测试与测量。
　　为第一个步进的电压(在触发点的步进)，使用示波器光标进行手动测量而得。在本例中，是660mV，因此可算出约为97&O(这类电缆的典型值)。双绞线的远端是开路电路，显示为突然增加的电平，即最右侧X光标所在的位置。
　　图12显示了对长度未知的RG-58电缆进行测试。根据测量，可得出阻抗值为51&O。这个值是RG-58的预期值。测量结果还显示电缆的终端是短路的，此时电压回零。如果已知电缆的传播时延，可通过下面公式计算出它与短路的距离：
　　图12：RG-58电缆(含短路)测试与测量。
　　RG-58的传播时延是1.54ns/ft。通过光标可测得的值为191ns。由此得知，电缆与短路的距离是62英尺
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