1.引言
訊號發生器是一種常用的訊號源，廣泛應用於科學研究、生產實踐和教學實驗等領域．目前常見的訊號發生器有三種。第一種是由分立元件（或積體電路）構成,採用振盪電路實現。第二種是採用專用波形整合晶片（如ICL8038），通過改變外圍引數實現．第三種是採用微處理器、FPGA、DDS 晶片等，用現代電子設計技術實現．由分立元件構成的訊號發生器由於元器件的分散性及環境條件的改變等因素，致使波形頻率產生偏差．由現代電子技術實現的波形發器主要有“微控制器+ 低速D/A 轉換”和“FPGA+高階D/A 轉換或採用DDS 數字合成”兩種，前者用於低頻，價位低，後者主要用於高頻或高精度場。51微控制器是微控制器中最為典型和最有代表性的一種。微控制器是在20 世紀70 年代中期發展起來的一種大規模積體電路晶片，是由中央處理器（CPU）晶片、ROM 晶片、RAM 晶片和I/O 介面以及其他外圍電路等通過印刷電路板上匯流排連線成一體的完整的計算機系統。具有成本低、體積小、效能穩定等特點。訊號發生器是一種在生產實踐和科技領域中都有著廣泛應用的一種訊號源。傳統的正弦訊號源根據實際需要一般價格昂貴，低頻輸出時效能不好且不便於自動調節， 工程實用性較差。現利用微控制器的優越特性製作一種體積小，使用方便的低頻訊號發生器。以AT89C51
微控制器為核心結合低速D/A，通過設計與程式設計實現了鋸齒波、方波、正弦波的產生及其自由切換以及實現頻率、相位的可調與多相波的同時輸出。當今時代是一個新技術層出不窮的時代，在電子領域尤其是自動化智慧控制領域，傳統的分立元件或數字邏輯電路構成的控制系統，正以前所未有的速度被微控制器智慧化控制所取代。微控制器具有體積小、功能強、成本低、應用面廣等優點，可以說智慧化控制與自動控制的核心就是微控制器。本設計是 以STC89C52RC晶片的電路為基礎，外部加上輸入裝置和顯示裝置，以此來實現訊號發生器的硬體電路，通過軟體程式來控制微控制器實現波形的輸出。對於不同型號的微控制器只需要相應的改變一下地址即可。該軟、硬體系統具有很好的通用性，很高的實際使用價值，為廣大的微控制器愛好者提供了很好的借鑑。目前任意波形發生器的基礎就是直接數字合成技術，用儲存器做查詢表通過數字形式存入的波形，由數/模轉換器產生所需要的任意波形。近幾年來，國際上任意波形發生器技術發展主要體現在以下幾個方面：
(1).過去由於頻率很低應用的範圍比較狹小，輸出波形頻率的提高使得任意波形發生器能應用於越來越廣的領域。任意波形發生器軟體的開發正使任意波形的輸入變得更加方便和容易。任意波形發生器通常允許用一系列的點、直線和固定的函式段把波形資料存入儲存器。同時可以利用一種非常強有力的數學方程輸入方式，複雜的波形可以由幾個比較簡單的公式複合成v＝f(t)形式的波形方程的數學表示式產生。各種計算機語言的飛速發展也推動了任意波形發生器軟體技術的發展。目前可以利用視覺化程式語言(如Visual Basic,Visual等等)編寫任意波形發生器的軟面板，這樣允許徒手從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現波形的輸入。
(2).與VXI資源結合。目前，任意波形發生器由獨立的臺式儀器和適用於個人計算機的.插卡以及新近開發的VXI模組。由於VXI匯流排的逐漸成熟和對測量儀器的高要求，在很多領域需要使用VXI系統測量和產生複雜的波形，VXI的系統資源提供了明顯的優越性，但由於開發VXI模組的週期長，而且需要專門的VXI機箱的配套使用，使得任意波形發生器VXI模組僅限於航空、軍事及國防等大型領域。在民用方面VXI模組遠遠不如臺式儀器更為方便。
(3).隨著資訊科技蓬勃發展，臺式儀器在走了一段下坡路之後，有在繁榮起來。不過現在的新的臺式儀器的形態，和幾年前的已有很大的不同。這些新一代臺式儀器具有多種特性，可以執行多種功能。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產品減少了一半。硬體設計與原理以STC89C52RC微控制器為核心，起著控制作用。系統包括D/A轉換電路、復位電路、時鐘電路、按鍵電路。設計思路分為五個模組：復位電路、晶振電路模組、STC89C52RC、D/A轉換電路、按鍵電路這五個模組。
2、基於微控制器的訊號發生器的設計方案
系統整體設計方案如下，首先，微控制器對矩陣鍵盤進行掃描，當偵測到某個按鍵按下後，則進入該按鍵對應的子程式; 在按鍵子程式中，將電壓訊號設計成隨時間週期變化的數字量序列，並將這些數字量序列傳送給P< 晶片; P< 晶片採用 P<M"=$!，工作在直通方式，從而直接將單片機發送過來的數字量轉換成隨時間週期性變化的模擬電壓訊號"再將該模擬電壓訊號輸送到通用示波器的一個輸入端，並使示波器工作在波形觀測模式下"此時該訊號將被載入到示波器內的垂直偏轉板上，再調整示波器的掃描訊號頻率，使之與微控制器所產生的電壓訊號頻率匹配，則熒光屏上可觀察到該訊號的曲線圖形"。