基于单片机的超低频任意函数信号发生器

摘要：超低频信号发生器是科研、教学、制造业中一种最常用的通用仪器，输出波形一般固定为正弦波、三角波、锯齿波和方波，不能实现有时在实验和工程应用中需要的特殊信号或自定义信号。而要实现这一要求，不是做成硬件式的专用信号发生器，就是用计算机系统来完成，前者仍然不灵活，后者费用太高。然而应用单片机技术，通过软件与硬件的有机结合由硬件电路搭成一个环境平台，再由软件程序把要求的“任意函数信号”数据表嵌入在单片机程序存储器内，通过软件程序更改输出波形数据表，即可方便实现输出任意函数信号，而无需变动硬件电路。本原理样机使用单片机AT89C51，对其进行一次固化，可以安排四种任意波形，频率范围为0.001～800Hz，幅值范围为0～±10V。本文中对原理样机的软硬件系统的性能和误差进行了定量分析，并设计了一套使用Intel公司的新一代16位单片机80296SA对该样机进行了性能提升的新型样机方案，然后对新型样机方案进行了原理分析和性能分析，并给出了误差的定量计算，表明此方案不但可使样机的原理频率范围提高至1500Hz，输出幅值不变，输出分辨率提高至212，使波形质量大为改善。希望这种性价比较高的函数信号发生器对科研、教学、制造业有所帮助。关键词：单片机应用 MCS51 MCS296 超低频信号发生器