多功能信号发生器硬件平台设计

摘 要

近几十年来，单片机在生产过程控制、自动化检测、数据采集与处理、科技计算和办公自动化等方面获得了广泛的应用。它具有体积小、重量轻、耗能省、价格低等优点。近几年来单片机的发展更迅速，它已渗透到诸多学科的领域，以及人们生活的各个方面。

论文设计的是一个单片机控制多功能信号发生器。其设计目的是使学生通过这一实践环节，增强单片机扩展接口设计及其实际应用能力。本系统的软件可运用Windows系列操作系统平台。完成的主要功能设计有：单片机所需平稳电压的获得，8K字节固化程序存储能力，七段数码显示器，3×4的12位矩阵键盘，波形产生与电压变换功能，具有8位精度的D/A转换功能，时钟电路与复位电路以及完成相关的软件设计。

本系统以8031单片机为核心，配置相应的外围接口电路，用汇编语言开发，组成的一个单片机控制多功能信号发生器。硬件电路设计包括三部分内容：一是电源部分设计；二是系统扩展，即单片机内部的功能单元（如ROM、I/O、定时/计数器、中断系统等）容量不能满足应用系统要求时，必须进行片外扩展，选择适当芯片，设计适当电路；三是系统配置，即按照功能要求配置外围设备，如键盘、D/A转换等。系统中的应用软件是根据系统的功能要求而设计的，可靠地实现了系统的各种功能要求。

作者主要完成波形的产生与电压变换模块的设计。

关键词：信号发生器，单片机，控制

目　录

前  言 1

第1章 绪论 2

1.1 单片机发展概述 2

1.2 单片机技术的发展特点 2

1.3 单片机应用系统的结构及构成方式 4

1.4 信号发生器综述 5

1.5 论文的主要研究内容 6

第2章 系统设计方案 7

2.1系统分析 7

2.1.1 问题定义 7

2.1.2 系统可行性研究 7

2.2 系统需求分析 9

2.2.1 系统功能与性能要求 9

2.2.2 运行环境要求 9

2.3 总体方案设计 9

第3章 系统硬件设计 10

3.1 硬件总体设计 10

3.1.1 系统的扩展和模块设计 10

3.1.2 根据原则进行硬件设计 11

3.2 系统部件设计 11

3.2.1 电源设计 11

3.2.2 存储器接口设计 13

3.2.3 显示器接口设计 16

3.2.4 键盘接口设计 19

3.2.5 时钟与复位电路设计 23

3.2.6 波形产生与电压变换 24

结  论 29

谢  辞 30

参考文献 31

附　录 32

外文资料翻译 33