单片机课程设计报告-波形发生器.docVIP

单片机课程设计报告 题 目 波形发生器 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气081 学生姓名 张 洁 学 号 3080421018 指导老师 王水鱼 西安理工大学 2010年秋季学期 起止时间: 2011年1月10日至2011年1月14日 目 录 1. 设计目的……………………………………2 2. 设计任务……………………………………2 3. 设计指标与技术要求………………………2 4．总体设计思路………………………………2 5. 总体设计及各模块功能分析………………3 5.1 硬件部分……………………………………3 5.2 软件部分……………………………………6 6. 仿真结果…………………………………16 7. 系统调试及问题分析……………………16 8. 设计总结…………………………………17 9. 参考文献…………………………………18  波形发生器设计 一．设计目的 培养理论联系实际的设计思路，训练综合运用电路设计和有关必修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固，加深和扩展有关电子类方面的知识和能力。 通过本次课程设计，应加强培养学生如下的能力： 加强自身独立的动手能力和思考解决问题的能力 提高学生的创造能力 学会使用PROTEUS软件 二．设计任务 设计一个波形发生器，能产生三角波，锯齿波，方波，正弦波。 三．设计指标与技术要求 1.使用MSC-51单片机系统 2．设计电路使其能产生三角波，锯齿波，方波，正弦波。 3．采用D/A转换器 4．编写程序并进行调试 四．总体设计思路 本次课程设计的要求是设计一个波形发生器，可以产生方波，三角波，锯齿波和正弦波四种不同的波形。根据要求，首先需要一个开关选择电路，进行四种波形的选择，一个开关对应一个波形，选择好所要产生的波形后，接下来就是要设计能产生该波形的电路，根据要求使用MSC-51单片机来执行某一波形的发生程序，产生输出波形的数字量，再向D/A转换器的输入端发送数据，将其转化成模拟量，再经过滤波电路进行滤波，然后将滤波后的波形送入示波器，从而可直观的看到该电路产生的波形，并判断输出结果与预期的结果是否一致。 五．总体设计及各模块功能分析 5.1．硬件部分 1．总体设计电路及原理图 图1 如图1所示为波形发生器的总体设计电路图，首先有一个开关选择电路，由此可选择波形发生器所产生的波形，不同的开关对应不同的波形；之后再由 MSC-51产生输出波形的数字量，然后再经过一个由D/A转换器构成的转换电路，将单片机产生的波形的数字量转换成模拟量，再经过滤波电路将其送入示波器进行显示。 如图2所示为总体设计原理图： 图2 2．各模块功能分析及说明 （1）开关选择电路 在该部分中，可通过不同的开关，选择不同的波形。首先分别将四个开关与P1口的低四位相连，之后可通过开关的开或者关状态向P1口对应端口输入高低电平，开关打开时向P1口输入低电平信号，开关闭合时向P1口输入高电平信号。 （2）AT89C51单片机控制系统 在该电路中，P0口与D/A转换器相连接；P2.0-P2.6与数码管相连接，构成数字显示电路（注：此时需加一个三极管驱动电路进行驱动），即1是三角波，2是锯齿波，3是方波，4是正弦波,P2.7与D/A转换器的片选端CS相连接进行片选；P1口的低四位与开关选择电路连接，进行不同波形的选择，同时，P3.6与D/A转换器的WR端相连接。 数码管及示波器显示电路 .数码管显示电路：在开关选择电路的基础上，当查询到P1口的某一端口为低电平时，即可调用相应的子程序，并点亮相应的数码管段，正确的显示数字，即1是三角波，2是锯齿波，3是方波，4是正弦波。由于使用的是共阳极数码管，故数码管应用三极管做驱动，此时三极管的基极接相应的P2并行口，发射极接数码管相应的段选端，集电极均接高电平。数码管显示电路如图3所示： 图3 .示波器显示电路：如图4所示为示波器及运算放大器构成的电路： 图4 当开关选择电路