微机原理与接口技术课程设计(报告)

1湖南科技大学信息与电气工程学院《微机原理与接口技术》课程设计报告题目：基于D/A转换器DAC0832的波形发生器设计专业：电子信息工程班级：电子3班姓名：血色的天泪学号：12040303xx指导老师：曾照福陈君李劲2信息与电气工程学院课程设计任务书2014—2015学年第1学期专业：电子信息工程学号：1204030320姓名：邓彪课程设计名称：微机原理与接口技术设计题目：基于D/A转换器DAC0832的波形发生器设计完成期限：自2015年1月4日至2015年1月19日共2周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：设计目的：1.掌握计算机应用系统特别是微机接口系统的设计。2.掌握接口电路设计技术。初步掌握电子设计软件Protel99使用。3.掌握微机接口程序的编制与调试技术。设计要求：1.使用DAC0832设计一个波形发生器。2.设计硬件电路。标示引脚编号、元器件参数。3.完成硬件电路的搭建。4.编制相应接口程序。与硬件一并调试成功。总体方案实现：设计一个波形发生器，以DAC0832作为波形发生芯片，通过拨码开关和8255组成的按键控制电路来控制发出波形的种类。能产生方波、锯齿波和三角波以及正弦波。按键电路也能控制波形是否经二分频再输出。指导教师（签字）：批准日期：年月日3目录一、课程设计的目的及意义...................................................................................................41.设计目的................................................................................................................................42.设计意义................................................................................................................................4二、方案论证...........................................................................................................................41.设计要求................................................................................................................................42.方案论证................................................................................................................................4三、硬件电路设计...................................................................................................................51.波形产生电路........................................................................................................................62.按键控制电路........................................................................................................................73.地址译码电路......................................................................................................................10四、程序设计.........................................................................................................................121.波形发生原理......................................................................................................................122.程序流程图..........................................................................................................................12五、硬件连接及调试.............................................................................................................131.硬件连接..............................................................................................................................132.电路调试..............................................................................................................................13六、体会与心得.....................................................................................................................13七、参考书目：.....................................................................................................................13八、附录.........................................................................................................................................151.电路原理图..........................................................................................................................152.程序源码..............................................................................................................................164一、课程设计的目的及意义1.设计目的（1）掌握计算机应用系统特别是微机接口系统的设计。（2）掌握接口电路设计技术，初步掌握电子设计软件Protel99使用。（3）掌握微机接口程序的编制与调试技术。（4）掌握DAC0832芯片的使用方法。（5）利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计，提高综合应用能力。2.设计意义波形发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。此次课程设计旨在将理论知识与实际应用结合起来中，通过本次实验掌握微机接口电路的设计和调试方法。二、方案论证1.设计要求利用桌面计算机和AEDK实验系统进行接口电路设计并编写程序制作一个波形发生器。使用数模转换器DAC0832构成波形发生器，可以产生方波、三角波、正锯齿波和反锯齿波等多种波形，波形的周期可调。要求了解不同波形的产生原理和设计方案，画出硬件电路图，并编程完成软件部分，最后调试观察产生不同类型的波形信号。具体要求如下：（1）设计硬件电路。标示引脚编号、元器件参数。（2）完成硬件电路的搭建。（3）编制相应接口程序。与硬件一并调试成功。（4）写好课程设计论文。2.方案论证（1）波形发生器的实现方法方案一：用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。方案二：可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。方案三：利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。方案四：使用D/A转换器如DAC0832，通过程序控制能产生各种波形，且周期、振幅5的大小容易调整。方案四整体性能和指标优于其他几种方案，价格也低廉，所以本设计采用方案四。（2）按键控制电路方案一：使用独立按键，电路实现较简单。每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。缺点是当按键较多时占用单片机的I/O数目较多。方案二：采用阵列式键盘。此类键盘是采用行列扫描方式，优点是当按键较多时可以降低占用的I/O口数目，但是在程序实现上比独立按键麻烦。由于本次设计不需要用到太多按键，故采用方案一。三、硬件电路设计1.波形产生电路该波形发生电路使用DAC0832作为波形发生器件，通过程序控制使得DAC0832输出不同幅值的电压从而得到所需的波形。由于DAC0832的输出为电流，属于电流型芯片，需外接运算放大器才能得到模拟电压输出，所以本电路使用LM324运算放大器来完成电流向电压的转换。（1）波形产生部分电路图图1波形产生部分电路图（2）主要芯片介绍1)D/A转换器DAC0832DAC0832是采样频率为八位的D/A转换器件，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流Iout1和Iout2输出。其引脚分布如下图所示：图2DAC0832引脚分布图6DAC0832引脚功能说明：DI0~DI7：数据输入线，TLL电平。ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。CS：片选信号输入线，低电平有效。WR1：为输入寄存器的写选通信号。XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效。WR2：为DAC寄存器写选通输入线。Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。Iout2:电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻.Vcc:电源输入线(+5v~+15v)Vref:基准电压输入线(-10v~+10v)AGN