1.1 研究目的

信号发生器（虚拟信号源）是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。因此一台性能优良的信号发生器在电气领域显得尤为重要，被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表等领域，可以说是不可或缺的模块。本设计就是研究一个可以产生20khz方波的信号发生器，实现工具是STM32F103RCT6,功能是能用电脑上虚拟仪器面板对信号发生器进行控制，能按需求产生用户需要的方波波形，可用于其他系统测试信号源或时钟脉冲等。

1.2 研究意义

信号发生器所产生的信号在电路中常常用来代替前端电路的实际信号，为后端电路提供一个理想信号。由于信号源信号的特征参数均可人为设定，所以可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号，对于产品研发和电路实验特别有用，在电路测试中，我们可以通过测量、对比输入和输出信号，来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。高精度的信号源可以在计量和标准领域来作为标准的参考源，来模拟或验证某些科学理论。也可作为标准以用来校准其他信号源。如在教学模块中，学生实验用到的信号就是用信号发生器产生的，提升了教学的便捷和灵活度，调试滤波器或测试通信性能等实验就需要一个标准的信号发生器。

1.3 国内外的研究现状

信号发生器是最早出现的测量仪器之一，在20世纪20年代就有了初代的信号发生器，随着电子通信技术的发展，将近20年就有了标准的信号发生器，从定性到定量的转变，表现了电子系统卓越发展前景。与此同时出现了脉冲信号发生器，但早期的信号发生器机器庞大，结构复杂，功率较大，调试困难，易受干扰，输出的波形偏差大，不稳定。直到晶体管的出现并应用到其中，改良了原来的许多不足，到了单片机时代，信号发生器变得更加的灵活和精密，利用单片机与其外围电路共同组成函数发生器，函数发生器可运用算法来产生一些难以制作的复杂的信号，还可以利用反馈得到信号的互补与改良，从而提高波形的精确度和稳定性。随着集成度的提高，使体积和机械结构变得更小，研究出了集成函数发生器芯片。但这个时期任然是以模拟电子技术为主，不能输出频率很高的波形，对于高速通信时代是不符合的，时代的需求，信号必须进入数字电子领域，可解决模拟电路尺寸大，难调试，功率大，容易产生偏置等缺点，微处理器的出现使得函数发生器实现方式产生变化，多以软件为主来实现信号的产生，利用微处理器对DAC进行编程，控制DAC输出函数信号。处理器的发展与微电子技术相互促进，逐渐数字信号也在很大程度上取代了原来的模拟信号。软件的实现方式也因其良好的优点得到大家的亲睐

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

用STM32F103RCT6设计一个可以产生20khz的方波的信号发生器，并可以通过USB或串行通信，在电脑上虚拟仪器面板，对信号进行控制。

2.2 研究目标

1产生20khz的方波信号，波形良好，性能稳定。

2能与电脑进行通信，并通过电脑可控制信号。

3使用STM32设计，软硬件结合进行调试。

2.3 技术方案