一、项目背景

在电子测试、通信、自动控制等领域，信号发生器是不可或缺的工具，用于生成各种波形信号以满足不同的测试需求。传统的信号发生器通常功能单一、体积较大且价格昂贵，限制了其在教育和小型实验室中的广泛应用。随着电子技术的发展，基于微控制器和专用芯片的信号发生器逐渐成为一种经济高效的选择。本项目旨在设计一款四通道双波形信号发生器，能够根据输入参数生成指定频率的方波、三角波和正弦波信号，同时具备小型化、低成本和多功能的特点。

二、项目目标

1. 多通道输出：设计4个独立的信号输出通道，每个通道均支持方波、三角波和正弦波模式。

2. 高精度频率调节：方波信号频率范围为8kHz至10MHz，占空比50%；正弦波频率范围为100Hz至1MHz，频率调节精度达到设定频率的1%。

3. 波形与参数显示：所有通道的波形类型和频率信息均可在板载显示屏上实时显示，方便用户监测与调整。

4. 相位差调节功能：在正弦波模式下，用户可在0°至90°范围内设置任意两个通道之间的相位差，并在显示界面清晰标注通道选择和相位信息。

5. 紧凑型设计：整个信号发生器的正投影面积不超过60mm×80mm，确保设备小型化，便于集成与携带。

三、项目内容

（一）硬件设计

1. 主控电路

- 使用STM32F407VET6作为主控芯片，具备强大的处理能力和丰富的外设接口。

- SPI接口用于与AD9833信号发生芯片通信，实现对信号的精确控制。

2. 信号发生模块

- 使用AD9833作为信号发生芯片，支持方波、三角波和正弦波的生成。

- 通过SPI通信修改AD9833内部寄存器，实现对信号频率和波形的精确控制。

3. 显示模块

- 使用1.8寸TFT屏幕模块，显示所有通道的波形类型和频率信息。

- 显示屏通过SPI接口与主控芯片连接，确保数据传输的稳定性和高效性。

4. 按键交互模块

- 使用多个轻触开关实现用户交互，包括频率调节、波形切换、通道选择和参数确认。

- 按键通过GPIO接口与主控芯片连接，实现功能控制。

5. 电源电路

- 使用5V电源输入，通过降压芯片将电压降为3.3V，为信号发生模块和主控芯片供电。

- 电源电路设计确保稳定性和低噪声，以提高信号质量。

6. 运放电路

- 使用LM358作为运放芯片，对信号进行放大和整形。

- 运放电路设计可根据需求焊接不同阻值的电阻，以达到修改幅值的效果。

（二）软件设计

1. 功能模块

- 频率调节模块：通过按键调整信号频率，支持高精度和大步进调节模式。

- 波形切换模块：支持方波、三角波和正弦波的切换，满足不同应用需求。

- 通道选择模块：支持多通道输出，用户可通过按键在不同通道间切换，独立调整各通道参数。

- 参数确认模块：确认当前设置，使调整后的参数生效，确保信号输出稳定可靠。

- 显示模块：实时显示所有通道的波形类型和频率信息，方便用户监测与调整。

- 相位差调节模块：在正弦波模式下，用户可在0°至90°范围内设置任意两个通道之间的相位差。