函数发生器 单片机课程设计报告书.doc

福州大学至诚学院 课程设计任务书 课 程： 单片机实训 题 目： 函数发生器 姓 名： 邱富烨 学 号： 211002146 系 别： 电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2010 起讫日期：2013.01.14~2013.01.25 指导教师： 蔡逢煌 职称： 教授 目 录 1、课程设计概述 2 2、课程设计题目和实现目标 2 3、设计方案 2 4、Proteus仿真原理图 7 5、程序流程图 7 6、程序代码 8 7、调试总结 16 8、设计心得体会 16 9、参考文献 16 1、课程设计概述 函数发生器是一种多波形的信号源。它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。它的用途很广泛。可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。 本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将采用编程的方法来实现三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的发生。根据设计的要求，对各种波形的频率和幅度进行程序的编写，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中，当接收到来自外界的命令，需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端口输出。 本方案是基于AT89C51与PCF8591的单缓冲方式接口电路来设计。单缓冲式接口电路具有过程简单，容易实现。由于本设计运用汇编的编程语言，导致用独立式键盘来实现简单控制。本方案所产生的信号频率稳定性高，精确度高。而且在硬件方面它所选的元器件比较常见。所以总的来说本方案的性价比高。 2、课程设计题目和实现目标 题目：《函数发生器》 要求： 键盘输入产生三角波，正弦波，锯齿波，梯形波，任意波形(用示波器观察) 频率可调 幅值可调 设计方案 (1）主控电路 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 　 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 　兼容MCS51指令系统 · 8k可反复擦写(1000次）Flash ROM 　　· 32个双向I/O口 · 256x8bit内部RAM 　　· 3个16位可编程定时/计数器中断 · 时钟频率0-24MHz 　　· 2个串行中断 · 可编程UART串行通道 　　· 2个外部中断源 · 共6个中断源 　　· 2个读写中断口线 · 3级加密位 　　· 低功耗空闲和掉电模式 · 软件设置睡眠和唤醒功能 中断系统是使处理器具有对外界异步事件的处理能力而设置的。当中央处理器CPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件，要求CPU暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件。在波形发生器中，只用到片内定时器／计数器溢出时产生的中断请求，即是在AT89C52输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时器未产生中断之前，AT89C52等待，直到定时器计时结束，产生中断请求，AT89C52响应中断，接着输出下一个采样点信号，如此循环产生所需要的信号波形。如图所示2.1，AT89C52所在电路中的工作情况。 （2）独立式键盘电路 独立式键盘中，各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，每根输入线上的按键工作状态不会影响其它输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态就可以很容易的判断按键是否被按下了。独立式键盘电路配置灵活，软件结构简单。但每个按键需占用一根输入线，在按键数量较多时，输入口浪费大，电路结构显得很繁杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。如图2.2所示，独立式按键电路。 （3）数/模转换电路 PCF8591是一个单片集成、单独供电、