波形发生器课程设计.doc

1 引言 随着单片机功能不断完善，单片机在越来越多的领域得以应用。按照传统的模式，在单片机应用系统整个项目开发过程中．先根据系统要求设计原理图，绘制PCB电路图，制作电路板，焊接元器件，然后进行软件编程，通过仿真器对系统硬件和软件调试，最后将调试成功的程序固化到单片机的程序存储器中。无论是从硬件成本上。还是从调试周期上，传统开发模式的效率都有待提高。基于Proteus和Keil接口仿真平台是可以进行仿真、调试、制板并最大限度的软件模拟的单片机的开发平台，可极大地提高单片机应用系统的开发过程。波形发生器是一种常用的信号源，广泛应用于科学研究、生产实践和教学实验等领域。本次课程设计对基于Proteus和Keil接口的虚拟波形发生器进行了仿真设计．利用AT89C51单片机产生方波、锯齿波、三角波，并可以在不同的波形之间任意切换。 1.1 题目的要求 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 能输出三角波、锯齿波、方波。 由K0-K2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。 3、用Protues进行仿真。 1.2 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（三角波、锯齿波、方波）且频率可调的波形发生器。 （3）掌握各个接口芯片(如DAC0832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，在机房的实验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我们将知识系统地总结到一起。 （5）通过将这几个波形的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，更可以锻炼大家对单片机知识的应用。 2 所需设备及功能介绍 2.1 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。 2.2 芯片功能介绍 2.2.1 DAC0832 (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内部结构:芯片内有两级输入寄存器，使DAC0832具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。D/A转换结果采用电流形式输出。要是需要相应的模拟信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，还可以外接。DAC0832的内部结构框图如下图所示： DAC0832的外部引脚及功能介绍图如下： D0～D7：数字信号输入端。 ILE：输入寄存器允许，高电平有效。 CS：片选信号，低电平有效。 WR1：写信号1，低电平有效。 XFER：传送控制信号，低电平有效。 WR2：写信号2，低电平有效。 IOUT1、IOUT2：DAC电流输出端。 Rfb：是集成在片内的外接运放的反馈电阻。 Vref：基准电压（-10～10V）。 Vcc：是源电压（+5～+15V）。 AGND：模拟地 NGND：数字地，可与AGND接在一起使用。 (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。 2.2.2 AT89C51 (1)AT89C51引脚图及管脚说明 VCC：供电电压。GND：接地。??P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。???? P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的