单片机课程设计——波形发生器精要.doc

单片机课程设计报告 烟台大学 题 目 波形发生器 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机101—4 学生姓名 同组人员 学 号 指导老师：姜风国 机电汽车工程学院 2013年 6 月 6 日 目录 一、设计目的 1 二、设计的主要内容和要求 1 1.1基本内容和要求 1 三、整体设计思路 1 3.1设计思路 1 3.2元件选型 2 3.3功能原理图 2 四、方案论证 2 五、硬件电路设计 3 5.1 电路连线图 3 5.2主要芯片介绍 4 六、软件设计 7 6.1正弦波的产生过程 7 6.2锯齿波的产生过程 7 6.3三角波的产生过程 7 6.4通过开关实现波形切换和调频 7 七、调试与仿真 7 6.1正弦波的仿真结果 7 6.2锯齿波的仿真结果 8 6.3三角波的仿真结果 8 八、总结 9 九、参考文献 9 附录 10 附录一：硬件图 10 附录二：流程图 11 附录三：程序清单 12  波形发生器 一、设计目的 （1）利用所学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、锯齿波等）且频率、幅度可变的发生器。（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，更可以锻炼大家知识的应用。1.1基本内容和要求 （1）设计一款能够产生3种波形的波形发生器； （2）设计波形选择按钮； （3）LED或LCD显示波形代号； （4）其他功能（创新部分）。 （5）波形频率调节； （6）波形幅值调节； 三、整体设计思路 3.1设计思路 1、课设需要各个波形的基本输出。如输出正弦波、锯齿波、三角波。 这些波形的实现的具体步骤： （1）正弦波：通过手动的方法计算出输出各点的电压值，然后在编写程序时以数组的方式给出。当需要时，只要按照顺序进行输出即可。这种方法比速度快且曲线的形状修改灵活。在本设计中将分为256个点，则每两个点之间的间隔为1.4度，然后计算出每个点电压对应的数字量。只要反复输出这组数据到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的正弦波。分为256个点，反复输出数据到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的输出到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的 P0 P1 P2 四、方案论证 任务要求实现波发生器产生正弦波、锯齿波、三角波，由于正弦波的存在，采用单片机直接运算是不合理的，故采取按时将存储的数字量送出的方法实现；为简化编程，锯齿波与三角波也采取按时送数字量的方式实现。 将一个周期分为256份，幅值0至255，取数据后分别存入数组。 利用定时器中断函数实现数据按时送出，改变定时器的初值设置即可改变频率。 送出的数据由指针循环指向相应数组的值，改变指针的地址，指向不同的数组首地址即可改变波形。 幅值的改变由DAC的参考电压和反馈电阻改变。 采用AT89C51单片机和DAC0832芯片，直接连接键盘和显示。该种方案主要对AT89C51单片机的各个I/O口充分利用。 P3口是连接键盘, P2口接显示电路，P0口连接DAC0832输出波形。这样总体来说，能对单片机各个接口都利用上，而不在多用其它芯片，从而减小了系统的成本。也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成。占用空间小，使用芯片少，低功耗。 五、硬件电路设计 5.1 电路连线图 通过P1.0-P1.5口和轻触开关相连接来切换波形输出（如按S1键输出锯齿波，按S2键产生三角波，按S3键产生正弦波），P1.4、P1.5接波形频率调节开关，如图所示。用P0口控制数码管静态显示波形代号，如图所示。用P0口向DAC0832发送数据，经DAC0832转换后，再把信号放大，最后接到示波器