目錄摘要 i
abstract ii
1.緒論 1
2.1 概述 2
2.2 設計指標 2
2.3 方案論證與比較 2
2.4 max038晶元介紹 3
2.5 晶元引腳 4
2.6 系統框圖及原理 6
2.7 頻段調節控制 7
2.8 頻率、幅值、占空比控制 9
2.9 輸出訊號的放大處理 10
2.10 本章小結 10
3．系統硬體的設計 11
3.1 系統總體設計 11
3.2 微控制器介紹及外圍電路 11
3.3 頻率、占空比調節 14
3.4 輸出訊號的放大處理 16
3.5 電源電路 17
3.6 鍵盤設計 18
3.7 本章小結 18
4．系統軟體設計流程圖 19
4.1 主程式流程圖 19
5. 系統分析總結與展望 20
致謝 22
參考文獻 23
附錄 25
1 微控制器程式 25
2 系統完整電路圖 28
1.緒論
在現代社會中，自動化技術早已滲透到社會生產的各個領域中。高精度、寬頻率、高穩定性的訊號發生器對於所屬整體系統效能的改善和提高起著至關重要的作用。傳統的函式訊號波形發生器如8098等等，通常由電晶體、運放ic等分立元件製成。
其發出的訊號的穩定性，訊號的失真度，頻率的範圍大小，都不是很理想。於此相比，基於max038的多波形函式訊號發生器具有訊號輸出頻率高、波形穩定、失真小、可控性強等特點。利用訊號進行儀器的控制已是自動控制理論中的乙個重要的手段。
那麼，乙個幅度、頻率、穩定性、占空比以及波形可調的訊號發生器的設計和完成更具有實際價值。只要將這個函式訊號發生器設的設計思路掌握好，不但可以融會貫通所學的專業知識，還可以在今後的工作中作為參考，用來控制其他裝置。
多波形函式訊號發生器是電子實驗室的基礎裝置之一，目前各類學校廣泛使用的是標準產品，雖然功能齊全、效能指標高，但**較貴。本文介紹一種由馬克西姆公司max038設計的簡易訊號發生器，該器件結構簡單，雖然效能指標趕不上標準訊號發生器，但能滿足一般的實驗要求。其成本低、體積小、便於攜帶等特點，亦可作為電子產品維修人員的隨身裝置之一。
基於max038的多波形函式訊號發生器設計，本課題的設計目的是充分運用大學期間所學的專業知識，結合現在正在使用的訊號發生器的基本功能，完成乙個基本系統的設計全過程。通過max038來產生一系列有規律的幅度和頻率可調的方波、三角波和正弦波，這樣的乙個多波形函式訊號發生器在控制領域有著相當廣泛的應用範圍。
本文主要分五大部分：緒論、系統概述和設計方案、硬體部分、軟體部分、總結。緒論首先對課題背景和所涉及的技術領域進行介紹；第一章對系統所要完成的功能進行講解，確定系統的主要引數，第二章對系統的硬體結構和各部分組成進行簡要的介紹；第三章軟體部分，這部分重點介紹了主程式的流程圖及驅動程式。
最後對全文進行了總結與展望。
2．系統概述和方案設計
2.1 概述
訊號發生器又稱訊號源或振盪器，在生產實踐和科技領域中有著廣泛的訊號發生器又稱訊號源或振盪器，在生產實踐和科技領域中有著廣泛的應用。各種波形曲線均可以用三角函式方程式來表示。能夠產生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函式訊號發生器。
函式訊號發生器在電路實驗和裝置檢測中具有十分廣泛的用途。例如在通訊、廣播、電視系統中，都需要射頻（高頻）發射，這裡的射頻波就是載波，把音訊（低頻）、**訊號或脈衝訊號運載出去，就需要能夠產生高頻的振盪器。在工業、農業、生物醫學等領域內，如高頻感應加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振盪器。
2.2 設計指標
訊號發生器能產生正弦波、方波和三角波三種週期性波形，輸出訊號頻率在0.1hz～20mhz範圍內可調，輸出訊號頻率可分段調節：在0.
1hz～1hz範圍內步步進間隔為0.11hz，在1hz～10hz範圍內步進間隔為1hz，在10hz～1khz範圍內步進間隔為10hz；在1khz～20mhz範圍內步進間隔為1khz。輸出訊號頻率值可通過鍵盤進行設定；在1kw負載條件下，輸出正弦波訊號的電壓峰-峰值在0～20v範圍內可調；輸出訊號波形無明顯失真。
2.3 方案論證與比較
函式訊號發生器的實現方法通常有以下幾種：
方案一：用分立元件組成的函式發生器：通常是單函式發生器且頻率不高，其工作不很穩定，不易除錯。
方案二：可以由電晶體、運放ic等通用器件製作，更多的則是用專門的函式訊號發生器ic產生。早期的函式訊號發生器ic，如8038等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300khz，無法產生更高頻率的訊號，調節方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調節，二者互相影響。
方案三：利用單片整合晶元的函式發生器：能產生多種波形，達到較高的頻率，且易於除錯。
鑑於此，美國馬克西姆公司開發了新一代函式訊號發生器icmax038，它克服了方案二中晶元的缺點，可以達到更高的技術指標，是上述晶元望塵莫及的。max038頻率高、精度好，因此它被稱為高頻精密函式訊號發生器ic。在鎖相環、壓控振盪器、頻率合成器、脈寬調變器等電路的設計上，max038都是優選的器件。
方案四：利用專用直接數字合成dds晶元的函式發生器：能產生任意波形並達到很高的頻率。但成本較高。
通過對以上四種方案的比較，我們可以看出幾種方案的優缺點：
方案一：結構很簡單，製作容易，但是輸出訊號有頻率線性度差、頻率穩定度低、頻率解析度低、頻率變換時間比較長，相位雜訊大以及人機介面不友好等缺點。
方案二：電路結構簡單，但在頻率解析度、頻率變換時間、相位雜訊等方面都不如方案三。
方案三：結構相對複雜，但具有輸出頻率穩定性高，頻率輸出線形度好、頻率分辨度高、波形正確，頻率變換時間小，相位雜訊小、人機介面好、易於控制等優點、效能優良。
方案四：能產生任意波形且達到很高的頻率，但是成本較高。
基於我們的選擇標準——在滿足工作要求的前提下，價效比高的發生器是我們的首選。從上面的比較可以看出，方案一和方案二都有各自較大的缺點，難以達到理想的設計要求。而方案四雖然能達到很好的要求，但是從**方面考慮我們還是選擇方案三較好。
2.4 max038晶元介紹
max038是美國maxim（馬克希姆）公司應市場的需求而研製的單片整合高頻精密函式發生器，具有較高的頻率特性、頻率範圍很寬、功能較全、單片整合化、外圍電路簡單、使用方便靈活等特點。內有主振盪器、波形變換電路、波形選擇多路開關、2.5v基準電壓源、相位檢測器、同步脈衝輸出及波形輸出驅動電路等。
其主要優點有：
1)能精密地產生三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波訊號。
2)頻率範圍從0.1hz～20mhz，最高可達40mhz，各種波形的輸出幅度均為2v
3)占空比調節範圍寬，占空比和頻率均可單獨調節，二者互不影響，占空比最大調節範圍是10％～90％。
4)波形失真小，正弦波失真度小於0.75％，占空比調節時非線性度低於2％。
5）採用±5v雙電源供電，允許有5％變化範圍，電源電流為80ma，典型功耗400mw，工作溫度範圍為0～70℃。
6)低溫度漂移：200 ppm／℃。
7)低阻抗輸出緩衝器：0.1；
8)內設2.5v電壓基準，可利用該電壓設定fadj、dadj的電壓值，實現頻率微調和占空比調節。
2.5 晶元引腳
圖2.5.1 max038引腳圖
表2.5.1 max038引腳名稱及功能
圖2.5.2 max038內部電路圖
max038內部還有正弦整形電路、比較器、復用器以及鑑相器電路，它們共同實現了正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波和脈衝波的生成。
鑑相器是作為鎖相環的備用單元，為異或門電路結構，輸入訊號一路來自內部差動矩形波osca和oscb，另外一路來自外部引腳pdi。鑑相器的輸出訊號為電流，由pdo引腳輸出平均值變化範圍為。當兩路輸入訊號的相位差為時，輸出電流的占空比為50%，平均值為。
如果構成鎖相環路，則pdo和fadj相連，並且對地連線乙個電阻，同時併聯乙個電容。決定鑑相器的靈敏度，用於濾除電流中的高頻成分。
函式訊號發生器的設計
山東農業大學資訊學院 課程設計 課程名稱 模擬電子技術基礎課程設計 題目名稱 函式訊號發生器的設計 姓名 李振 學號 20104640 班級 2010級一班 專業 電子資訊科學與技術 設計時間 2011 2012 1學期15 16周 教師評分 2011 年 12 月 9 日 目錄1設計的目的及任務2...
基於FPGA的函式發生器
姆潛電子測量技術 王金庭楊敏田浩 沈田第 卷第 年 月期 湖北經濟學院電子工程系武漢 中國地質大學機電學院武漢 摘要 介紹了基於 的函式發生器的設計 實驗和測試。系統運用了基於嵌入式處理器的 技術，以 公司的 系列 為平台，將微處理器 匯流排 數字頻率合成器 儲存器和 介面等部件整合在 一片 上，實...
基於AD9834的多功能函式訊號發生器的設計
作者 史蕊劉威鵬 電腦知識與技術 2013年第33期 摘要 介紹了dds的原理，並採用atmega48處理器和dds晶元ad9834實現了多功能函式訊號發生器的軟硬體設計。該訊號發生器除能產生正弦波 方波和三角波多種波形外，還具有占空比 振幅程式控制可調，訊號數字調製和掃頻等功能，實驗表明該裝置效能...