基于单片机和dac0832的波形发生器

基于单片机和dac0832的波形发生器目录一、内容摘要二、设计任务三、元器件说明四、硬件电路设计五、程序编译一、内容摘要波形发生器是一种常用的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，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、应用最为广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如方波、锯齿波、三角波等，因而广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域。本次课程设计使用的AT89C51单片机构成的发生器可产生三角波，正弦波和方波，波形的周期可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。此设计给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求。二、设计任务利用DAC0832输出正弦波信号（用示波器观察输出波形），初始频率为50Hz，变频采用“＋”、“－”键控制，实时测量输出信号的频率值，并分析和实测输出信号的频率范围。具体完成以下任务：1.完成系统的方案设计，给出系统框图。2.完成系统的硬件设计，给出硬件电路图和系统资源分配表。3.完成系统的软件设计，给出程序流程图和程序编写。4.运用Proteus仿真软件对所设计的系统进行调试和仿真，直到预定的功能全部仿真通过，给出仿真结果。5.准确、高质量地进行印刷电路板的焊接。6.完成课程设计报告。三、元器件说明知识简介：DAC0832当今世界在以电子信是8位分辨率的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。这类D/A转换器由8位输入锁存器，8位DAC寄存器，8位DA转换电路及转换控制电路构成。1、DAC0832的引脚及功能：DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。应用特性：·DAC0832是微处理器兼容型D/A转换器，可以充分利用微处理器的控制能力实现对D/A转换的控制。这种芯片有许多控制引脚，可以和微处理器控制线相连，接受微处理器的控制，如ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER端。·有两级锁存控制功能，能够实现多通道D/A的同步转换输出。·DAC0832内部无参考电压源；须外接参考电压源。·DAC0832为电流输入型D/A转换器，要获得模拟电压输出时，需要外加转换电路。各引脚功能说明：D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；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（选通数据锁存器），低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；AGND：模拟信号地DGND：数字信号地DAC0832三种数据输入方式：（1）双缓冲方式：即数据经过双重缓冲后再送入D／A转换电路，执行两次写操作才能完成一次D／A转换。（2）单缓冲方式：不需要多个模拟量同时输出时，可采用此种方式。（3）直通方式：此时两个寄存器均处于直通状态，因此要将、、和端都接数字地，ILE接高电平，使LE1、LE2均为高电平，致使两个锁存寄存器同时处于放行直通状态，数据直接送入D／A转换电路进行D／A转换。2.CPU芯片—AT89C511．AT89C51概述AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。2.AT89C51引脚说明AT89C51单片机引脚图如图3-2所示。它有40个引脚，其中包含2个专用于主电源的引脚，2个外接晶体的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。四、设计原理D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。仿真电路图（输出正弦波、三角波，锯齿波）仿真图：三角波：锯齿波：正弦波：五：程序编译主程序：#includereg52.hsbitkey2=P2^2;sbitkey1=P2^1;sbitkey0=P2^0;charflag;//波型输出标置变量bittime;unsignedchari;intnum;voidfrequency();voiddelay(intz)//延时z毫秒{intx,y;for(x=z;x0;x--)for(y=124;y0;y--);}unsignedcharsin(unsignedcharx)//正弦波{unsignedcharcodesin_tab[]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8c,0x8f,0x92,0x95,0x98,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,//上半周0xb0,0xb3,0xb6,0xb9,0xbc,0xbf,0xc1,0xc4,0xc7,0xc9,0xcc,0xce,0xd1,0xd3,0xd5,0xd8,0xda,0xdc,0xde,0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xed,0xef,0xf0,0xf2,0xf3,0xf4,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf4,0xf3,0xf2,0xf0,0xef,0xed,0xec,0xea,0xe8,0xe6,0xe4,0xe2,0xe0,0xde,0xdc,0xda,0xd8,0xd5,0xd3,0xd1,0xce,0xcc,0xc9,0xc7,0xc4,0xc1,0xbf,0xbc,0xb9,0xb6,0xb3,0xb0,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x92,0x8f,0x8c,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7d,0x7a,0x76,0x73,0x70,0x6d,0x6a,0x67,0x64,0x61,0x5e,0x5b,0x58,0x55,0x52,//下半周期0x4f,0x4c,0x49,0x46,0x43,0x41,0x3e,0x3b,0x39,0x36,0x33,0x31,0x2e,0x2c,0x2a,0x27,0x25,0x23,0x21,0x1f,0x1d,0x1b,0x19,0x17,0x15,0x14,0x12,0x10,0x0f,0x0d,0x0c,0x0b,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x03,0x02,0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x02,0x02,0x03,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0b,0x0c,0x0d,0x0f,0x10,0x12,0x13,0x15,0x17,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x23,0x25,0x27,0x2a,0x2c,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3b,0x3d,0x3e,0x40,0x43,0x46,0x48,0x4b,0x4e,0x51,0x54,0x57,0x5a,0x5d,0x5f,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6b,0x6d,0x6f,0x72,0x74,0x76,0x78,0x7a,0x7e,0x80};returnsin_tab[x];}voidDAC0832(unsignedcharx){P1=x;}voidmain(){chard;d=1;TMOD=0X02;num=10;TH0=256-num;//num用来控制采样一个点所用的时间TL0=256-num;ET0=1;//按键接于外部中断0，与中断1EA=1;TR0=1;flag=2;//开始时有输出i=0;while(1){if(key2==0)//按一下key3，d自加1{delay(5);if(key2==0){while(!key2);d++;if(d==21)//当d=21，d变为1d=1;}}frequency();if(time==1){time=0;if(i255)i=0;elsei=i+d;//设置采样间隔switch(flag)//当按键1的为输出三角波，按键2时输出正弦波{case0:DAC0832(i);break;//当flag=0时，锯齿波case1:if(i127)//当flag=1时，三角波DAC0832(255-i);elseDAC0832(i);break;case2:DAC0832(sin(i));//当flag=2时，正弦波break;default:break;}}}}voidtime0()interrupt1{TH0=256-num;TL0=256-num;time=1;}voidfrequency(){if(key0==0)////key0控制flag，频率选择{delay(5);if(key0==0)//再次检测{while(!key0);//等待按键释放flag++;//按一下加1if(flag==3)//大于2返回0flag=0;}}if(key1==0)//检测P21是否按下{delay(5);if(key1==0)//再次检测{while(!key1);num=num+10;//按一下减10if(num==250)//小于5，返回5num=10;}}}