用单片机设计一个函数发生器的思路.doc

用单片机设计一个函数发生器的思路 悬赏分：20 | 解决时间：2008-10-12 08:40 | 提问者：ms0220 用单片机制作一个函数发生器，需要产生方波，三角波，正弦波，并且频率、幅值可调； 对于如何用单片机实现一个函数发生器的功能，我不是很了解，希望各位朋友指点一下，包括需要用到些什么外部电路，单片机需要实现哪些功能，外部电路需要实现哪些功能，用什么方法产生三角波、正弦波，用什么方法实现可调、、、不胜感激！！！！！！ 最佳答案 波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计使用的AT89S51 单片机构成的发生器可产生锯齿波、三角波、正弦波等多种波形，波形的周期可以用程序改变，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、结构紧凑等优点。在本设计的基础上，加上按钮控制和LED显示器，则可通过按钮设定所需要的波形频率，并在LED上显示频率、幅值电压，波形可用示波器显示。 二、系统设计 波形发生器原理方框图如下所示。波形的产生是通过AT89S51 执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。在AT89S51的P2口接5个按扭,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率，另有3个P2口管脚接TEC6122芯片，以驱动数码管显示电压幅值和频率，每种波形对应一个按钮。此方案的有点是电路原理比较简单，实现起来比较容易。缺点是，采样频率由单片机内部产生故使整个系统的频率降低。 1、波形发生器技术指标 1）波形：方波、正弦波、锯齿波； 2）幅值电压：1V、2V、3V、4V、5V； 3）频率：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ； 2、操作设计 1）上电后，系统初始化，数码显示6个‘－’，等待输入设置命令。 2）按钮分别控制“幅值”、“频率”、“方波”、“正弦波”、“锯齿波”。 3）“幅值“键初始值是1V，随后再次按下依次增长1V，到达5V后在按就回到1V。 4）“频率“键初始值是10HZ，随后在按下依次为20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1000HZ循环。 三、硬件设计 本系统由单片机、显示接口电路，波形转换（D/A）电路和电源等四部分构成。电路图2附在后 1、单片机电路 功能：形成扫描码，键值识别、键处理、参数设置；形成显示段码；产生定时中断；形成波形的数字编码，并输出到D/A接口电路和显示驱动电路。 AT89S51外接12M晶振作为时钟频率。并采用电源复位设计。复位电路采用上电复位，它的工作原理是，通电时，电容两端相当于短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过对电容充电。RST端电压慢慢下降，降到一定程序，即为低电平，单片机开始工作。 AT89S51的P2口作为功能按钮和TEC6122的接口。P1口做为D/A转换芯片0832的接口。用定时/计数器作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值，允许定时器溢出中断。定时器中断的特殊功能寄存器设置如下： 定时控制寄存器TCON＝20H； 工作方式选择寄存器TMOD=01H； 中断允许控制寄存器IE=82H。 2、显示电路 功能：驱动6位数码管显示，扫描按钮。 由集成驱动芯片TEC6122、6位共阴极数码管和5个按钮组成。当某一按钮按下时，扫描程序扫描到之后，通过P2口将数字信号发送到 TEC6122芯片。TEC6122是一款数字集成芯片。它的外接电压也是+5V，并且由于数码管的载压较小，为了保护数码管，必须在两者间接电阻，大约是560欧。 扫描利用软件程序实现，当某一按键按下时，扫描程序立即检测到，随后调用子程序，执行相应的功能。 3、D/A电路 功能：将波形样值的编码转换成模拟值，完成双极性的波形输出。 由一片0832和两块LM358运放组成。DAC0832是一个具有两个输入数据寄存器的8位DAC。目前生产的DAC芯片分为两类，一类芯片内部设置有数据寄存器，不需要外加电路就可以直接与微型计算机接口。另一类芯片内部没有数据寄存器，输出信号随数据输入线的状态变化而变化，因此不能直接与微型计算机接口，必须通过并行接口与微型计算机接口。DAC0832是具有20条引线的双列直插式CMOS器件，它内部具有两级数据寄存器，完成8位电流D/A转换，故不需要外加电路。0832是电流输出型，示波器上显示波形，通常需要电压信号，电流信号到电压信号的转换可以由运算放大器LM358实现，用两片LM358可以实现双极性输出。 单片机向0832发送