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一、項(xiàng)目介紹

信號(hào)發(fā)生器在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)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數(shù)信號(hào)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途，例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射。這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號(hào)或脈沖信號(hào)運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)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、頻率或高或低的振蕩器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是各種測(cè)試和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可缺少的工具，在通信、測(cè)量、雷達(dá)、控制、教學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。不論是在生產(chǎn)、科研還是教學(xué)上，信號(hào)發(fā)生器都是電子工程師信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。而且，信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法多，設(shè)計(jì)技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，對(duì)相應(yīng)的測(cè)試儀器和測(cè)試手段也提出了更高的要求，信號(hào)發(fā)生器己成為測(cè)試儀器中至關(guān)重要的一類，因此開(kāi)發(fā)信號(hào)發(fā)生器具有重大意義。

二、主程序流程圖

對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行工作流程進(jìn)行說(shuō)明后，給出系統(tǒng)主程序流程。

設(shè)計(jì)思路：首先將所有配置進(jìn)行初始化，為了消除干擾和提升仿真效率，我們將系統(tǒng)的工作狀態(tài)分為兩種，一種為調(diào)整狀態(tài)，另一種為波形輸出狀態(tài)，使用一個(gè)開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)調(diào)整。

系統(tǒng)主程序流程圖如圖4-1所示。

三、 Proteus軟件仿真調(diào)試

正弦波

方波

三角波

鋸齒波

四、硬件調(diào)試

在實(shí)際電路中，我們可以將頻率調(diào)整的快一點(diǎn)，但是要注意抗干擾問(wèn)題，畢竟上面的都是理論值，模擬信號(hào)非常容易受到其他因素的干擾。所有配置，都必須跟程序里面完全一致，如果波形失真，或者頻率不對(duì)，還應(yīng)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償。

五、程序清單

#include "stm32f10x.h"

#include "sys.h"

#include "delay.h"

#include "12864.h"

#include "key4_4.h"

#include "timer.h"

#define KEY0 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)//讀取按鍵0

void Delay_Ms(u16 time);

/*************** 配置Switch用到的I/O口*******************/

void Init_GPIO_Switch(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);

//關(guān)閉jtag，使能SWD，可以用SWD模式調(diào)試

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

// 使能PC端口時(shí)鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

//PC0

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

//IO口速度為50MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

//設(shè)置成輸入

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

//初始化PC0

}

/****************************************************************

*功能名稱:main

*描述:主程序。

*輸入:無(wú)

*輸出:無(wú)

*返回:無(wú)

****************************************************************/

int main(void)

{

u8 i=0;

RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks; //初始化程序

RCC_Configuration(RCC_PLLMul_4); //8M*4 == 32M

RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks); //獲取片上時(shí)鐘

Init_12864(); //初始化12864液晶

Key_Init();

Init_GPIO_Switch();

Init_GPIO_DAC0832();

Data0=25;

TIM3_Int_Init(50+Data0,320);

//頻率：32000000/ 320 ==100 000 /100 == 1000 /50==20

LCD_P6x8Str(3,16," Sine Wave ");

LCD_P6x8Str(7,6*2,"Frequency: 15 Hz");

while (1)

{

if(KEY0)

{

if(i!=2)

{

__set_PRIMASK(1);

GPIO_ResetBits(GPIOB, ((uint16_t)0xC000));

}

Key_Test();

i=2;

}

else{

if(i!=5)

{

TIM3_Int_Init(50+Data0,320);

__set_PRIMASK(0); //使能TIMx外設(shè)

GPIO_ResetBits(GPIOB, ((uint16_t)0xC000));

}

i=5;

}

/*************** 定時(shí)器*******************/

#include "timer.h"

#include "math.h"

#define ADC_CS_WR(a) if (a)

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14);

else

GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14)

#define ADC_CS_WR2(a) if (a)

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15);

else

GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_15)

#define PI 3.1415926f //圓周率

u8 mode; //模式：正弦波……

u16 freq; //頻率

u8 time; //計(jì)次參數(shù)

u8 AM; //調(diào)幅

/*************** 配置DAC用到的I/O口*******************/

void Init_GPIO_DAC0832(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); // 使能PC端口時(shí)鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ((uint16_t)0x03FF); //選擇對(duì)應(yīng)的引腳

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度為50MHz

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化PC端口

GPIO_SetBits(GPIOC, ((uint16_t)0x00FF)); // 高

GPIO_ResetBits(GPIOC, ((uint16_t)0x00FF)); // 低

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); // 使能PC端口時(shí)鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ((uint16_t)0xC000); //選擇對(duì)應(yīng)的引腳

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度為50MHz

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //初始化PC端口

GPIO_SetBits(GPIOC, ((uint16_t)0xC000)); // 高

GPIO_ResetBits(GPIOC, ((uint16_t)0xC000)); // 低

time=0;

ADC_CS_WR(0);

mode=0; //默認(rèn)輸出正弦波

freq=100; //默認(rèn)頻率

AM=255; //最大幅度

}

void DAC_0832_Data(uint8_t Data)

{

GPIO_ResetBits(GPIOC,~Data);

GPIO_SetBits(GPIOC,Data);

}

void sine_wave(u8 location)//輸出正弦波

{

double x=(double)location/50*PI;//把0-100放縮到0-2派(pai，沒(méi)有那個(gè)符號(hào))

u8 y=(sin(x)*(AM/2)+(AM/2));//算出y，并放縮到0-254（因?yàn)锳DC范圍0-AM，芯片落后）

DAC_0832_Data(y);

}

void squ_wave(u8 location)//方……

{

if(location<50)

DAC_0832_Data(AM);

else

DAC_0832_Data(0);//這個(gè)簡(jiǎn)單

}

void tri_wave(u8 location)//三……

{

//為了簡(jiǎn)化，在單周期輸出V字形

u8 y;

if(location<50)

y=(50-location)*AM/50;

else

y=(location-50)*AM/50;

DAC_0832_Data(y);

//偶函數(shù)，當(dāng)然說(shuō)奇函數(shù)也沒(méi)錯(cuò)

}

void saw_wave(u8 location)//鋸……

{

DAC_0832_Data(location*AM/100);

//用（100-location）也以變成反向鋸齒

}

//通用定時(shí)器中斷初始化

//這里時(shí)鐘選擇為APB1的2倍，而APB1為36M

//arr：自動(dòng)重裝值。

//psc：時(shí)鐘預(yù)分頻數(shù)

//這里使用的是定時(shí)器3!

void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時(shí)鐘使能

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)置在下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重裝載寄存器周期的值計(jì)數(shù)到5000為500ms

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置用來(lái)作為T(mén)IMx時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值 10Khz的計(jì)數(shù)頻率

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時(shí)鐘分割:TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上計(jì)數(shù)模式

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位

TIM_ITConfig( //使能或者失能指定的TIM中斷

TIM3, //TIM3

TIM_IT_Update ,

ENABLE //使能

);

// TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占優(yōu)先級(jí)0級(jí)

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //從優(yōu)先級(jí)3級(jí)

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據(jù)NVIC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)NVIC寄存器

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外設(shè)

// TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);

}

void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中斷

{

switch(mode)

{

case W_SINE:sine_wave((u8)(time*freq/100)%100);break;//計(jì)算出波的位置

case W_SQU:squ_wave((u8)((time*freq/100)%100));break;

case W_TRI:tri_wave((u8)((time*freq/100)%100));break;

case W_SAW:saw_wave((u8)((time*freq/100)%100));break;

}

time++;

if(time>=100)//計(jì)數(shù)100次

time=0;

}

#include "key4_4.h"

#include "delay.h"

#include "sys.h"

#include "12864.h"

#include "timer.h"

//8個(gè)引腳 4個(gè)為行 4個(gè)為列

//行輸出端口定義

#define X1_GPIO_PORT GPIOB

#define X2_GPIO_PORT GPIOB

#define X3_GPIO_PORT GPIOB

#define X4_GPIO_PORT GPIOB

//列輸入端口定義

#define Y1_GPIO_PORT GPIOB

#define Y2_GPIO_PORT GPIOB

#define Y3_GPIO_PORT GPIOB

#define Y4_GPIO_PORT GPIOB

//行輸出引腳定義

#define X1_GPIO_PIN GPIO_Pin_0

#define X2_GPIO_PIN GPIO_Pin_1

#define X3_GPIO_PIN GPIO_Pin_2

#define X4_GPIO_PIN GPIO_Pin_3

//列輸入引腳定義

#define Y1_GPIO_PIN GPIO_Pin_4

#define Y2_GPIO_PIN GPIO_Pin_5

#define Y3_GPIO_PIN GPIO_Pin_6

#define Y4_GPIO_PIN GPIO_Pin_7

//行輸出時(shí)鐘定義

#define X1_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define X2_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define X3_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define X4_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

//列輸入時(shí)鐘定義

#define Y1_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define Y2_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define Y3_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define Y4_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

//移植代碼只需要修改上面的端口和引腳和時(shí)鐘即可，下面的代碼不用修改。

//矩陣鍵盤(pán)所用的8個(gè)引腳可連續(xù)可不連續(xù)，看實(shí)際需要和個(gè)人愛(ài)好自己定義。

unsigned char Y1,Y2,Y3,Y4;

void Key_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);

/*******************4行輸出 *****************************/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = X1_GPIO_PIN ;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;