**单片机设计介绍，基于单片机的多种波形发生器设计
一 概要
基于单片机的多种波形发生器设计是一个结合了单片机控制技术与波形生成技术的综合性项目。该设计的目标是创建一款能够生成多种波形信号的设备，以满足不同应用场景的需求。以下是该设计的主要概要：
一、系统概述
基于单片机的多种波形发生器以单片机为核心控制器，通过编程实现多种波形的生成与输出。系统具有波形种类多、输出稳定、调节方便等特点，可广泛应用于教育、科研、测试等领域。
二、硬件设计
单片机选择：根据系统需求，选择性能稳定、资源丰富、易于编程的单片机。例如，STM32系列或Arduino等常见的单片机平台都是不错的选择。
DAC电路：设计数字模拟转换器（DAC）电路，将单片机输出的数字信号转换为模拟信号。DAC电路应具有高精度、低噪声和快速响应的特点。
波形存储模块：使用EEPROM或FLASH等存储器，将不同波形的编码数据存储在其中。单片机通过读取存储器中的数据，控制DAC电路生成相应的波形。
显示模块：使用LCD或OLED显示屏，实时显示当前生成的波形类型、频率、幅值等参数，方便用户查看和调节。
输入模块：设计按键或旋钮等输入设备，方便用户选择波形类型、调节波形参数等。
电源模块：为系统提供稳定的工作电源，确保各个模块的正常运行。
三、软件设计
波形数据编码：根据所需的波形类型（如正弦波、方波、三角波等），使用合适的编码方式（如幅值编码、相位编码等）对波形数据进行编码，并存储在波形存储模块中。
单片机程序编写：编写单片机程序，实现波形数据的读取、DAC电路的控制以及显示和输入模块的处理。程序应能够根据用户的输入选择相应的波形类型，并实时调节波形的频率和幅值。
界面设计：设计简洁直观的界面，显示当前波形的类型、频率、幅值等信息，并提供易于操作的输入方式。
四、功能扩展与优化
根据实际需求，可以对系统进行功能扩展和优化。例如，可以增加网络通信功能，实现远程控制和波形数据传输；可以优化算法和硬件设计，提高波形的生成速度和精度；还可以增加波形数据的存储容量，以便存储更多的波形类型。
五、系统测试与验证
完成系统设计和编程后，需要进行系统测试以验证其功能和性能。测试包括硬件测试和软件测试两部分。硬件测试主要检查各个模块的连接是否正常、工作是否稳定；软件测试则通过实际生成和输出波形信号来测试系统的波形种类、输出稳定性、调节范围等是否符合设计要求。
综上所述，基于单片机的多种波形发生器设计是一个涉及硬件设计、软件编程和功能扩展等多个方面的综合性项目。通过合理的设计和实现，可以创建一款功能丰富、性能稳定的波形发生器，满足不同应用场景的需求。
二、功能设计
方波、三角波、正弦波发生器，四个按键，波形选择按键对波形选择，
频率增加键，占空比调节只针对方波，当按下占空比按键，则频率调
节按键锁定失效，仅可以对占空比进行调节，当按下波形选择键，频
率按键激活。滑动变阻器对振幅进行调节。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
