【毕业论文】基于单片机的波形发生器.doc

目 录 一、题目的意义 1 二、本人所做的工作 1 三、课设要求 2 四、课设所需设备及芯片功能介绍 2 4．1、所需设备 2 4．2、芯片功能介绍 2 五、总体功能图及主要设计思路 5 5．1、总体功能图 5 5．2、主要设计思想 5 六、硬件电路设计及描述 7 6．1、硬件原理图 7 6．2、线路连接步骤 7 七、软件设计流程及描述 7 7．1、锯齿波的实现过程 7 7．2、三角波的实现过程 8 7．3、梯形波的实现过程 9 7．4、方波的实现过程 11 7．5、正弦波的实验过程 12 7．6、通过开关实现波形切换和调频、调幅 13 八、程序调试步骤与运行结果 15 8．1、调试步骤 15 8．2、运行结果 15 九、课程设计体会 17 十、参考文献 18 十一、源代码及注释 18 一、题目的意义 （1）、利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。 （2）、我们这次的课程设计是以单片机为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波等）且频率、幅度可变的函数发生器。 （3）、掌握各个接口芯片(如0832等)的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。 （4）、在平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此，缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。 （5）、通过这几个波形进行组合形成了一个函数发生器，使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目，更可以锻炼大家单片机知识的应用。 二、本人所做的工作 本次课设组员：刘正、邓强、刘志 组长：刘正 经过了这一个星期的时间，我们已经基本完成了老师所提出的课程设计要求。其中，我本人是组长整个系统的设计框架和编写代码由我亲自完成。由于我们上课没有接触过正弦波因此通过在图书馆和网络上找资料已经顺利完成。然后通过上机连接线路把电路板和PC机相连接之后对每一个波形单个调试完成后，再组合起来通过开关控制波形的输出，最后实现老师所要求的功能。 三、课设要求 1、设计接口电路，将这些外设构成一个简单的单片机应用系统，画出接口的连接图。 2、编写下列控制程序 能输出正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波。 由K0-K4键分别控制以上所述波形的产生。 根据开关对输出波形的频率、幅度进行控制调节。 四、课设所需设备及芯片功能介绍 4．1、所需设备 单片机最小开发系统，DAC0832一片，PC机一台，运算放大器，其他器件任选。 4．2、芯片功能介绍 （1）、DAC0832芯片介绍： DAC0832为一个8位D/A转换器,单电源供电,在+5~+15V范围内均可正常工作。基准电压的范围为±10V,电流建立时间为1μs,CMOS工艺,低功耗20mW。DAC0832的内部结构框图如下图所示。 图 4 ―― 1 DAC0832的外部引脚及功能介绍图如下： 图 4 ―― 2 （2）、DAC0832的应用： DAC0832一是用作单极性电压输出，二是用作双极性电压输出，最后是用作程控放大器。 （3）、DAC0832与8031的连接方式： DAC0832的与单片机的连接方式有三种方式：一、单缓冲 二、双缓冲、三是直通方式。本程序采用的是方式一即单缓冲方式，ILE为高电平,CS、WR1、WR2、XFER为低电平。 图 4 ―― 3 电源及时钟引脚： Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2 控制引脚 PSEN、ALE、EA、RESET（即RST）. I/O口引脚： P0、P1、P2、P3为4个8位I/O口的外部引脚. RST/VPD（9脚） RST: 单片刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在此脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位。单片机正常工作时，此脚应为≤0.5V低电平。 VPD:备用电源输入端。当Vcc下降到低于规定的值，而VPD在其规定的电压范围内（5±0.5V）时，VPD就向内部RAM提供备用电源以保持内部RAM的数据。 ALE/PROG（30引脚） ALE引脚输出为地址锁存允许信号,当单片机上电工作 后,ALE引脚不断输出正脉冲信号. 当访问片外存储器时，ALE(地址锁存允许信号)输出脉冲的负跳沿用于16位地址的低8位锁存信号。不访问片外存储器，ALE端以时钟振荡器频率的1/6固定输出正脉冲。在访问外部数据存储器时（执行MOVX指令），ALE会丢失一个ALE脉冲。 MCS-51单片机的片外总线结构 图 4 ―― 4