【2017年整理】波形发生器课程设计.doc

波形发生器设计 设计总说明 本系统采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）运算放大器、按键等。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. P1口是连接键盘以及接显示电路,P2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。 通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波、梯形波、锯齿波。其设计简单、性能优好，具有一定的实用性。正弦波、三角波方波是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。 关键字 ：AT89C5，DAC0832，运算放大器 目录 1绪论 1 1.1设计目的 1 1.2设计内容 1 2系统设计方案 2 2.1系统组成 2 2.2系统工作原理 2 3系统硬件电路设计 3 3.1单片机最小系统设计 3 3.2其他硬件模块电路设计 3 3.2.1 DAC0832芯片介绍 3 3.2.2单片机AT89C51介绍 5 4系统软件程序设计 8 4.1主程序设计 8 4.2其他子程序设计 9 4.2.1锯齿波流程设计 9 4.2.2梯形波流程设计 10 4.2.3三角波流程设计 11 4.2.4方波流程设计 12 4.2.5正弦波流程设计 13 5 调试与仿真 16 6 总结 18 致谢 19 参考文献 20 1 绪论 1.1设计目的 （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（正弦波、三角波、锯齿波、方波、梯形波）且频率、幅度可变的函数发生器。 （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，更可以锻炼大家微机知识的应用。 1.2设计内容 （1）利用设计一个能产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。 （2）以单片机为核心，利用数模转换芯片0832完成数模转换。 （3）以按键来选择要产生的波形。 （4）用示波器观察波形。2 系统设计方案 2.1系统组成 系统采用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. P1口是连接键盘以及接显示电路,P2口连接DAC0832输出波形。 2.2系统工作原理 （1）课设需要各个波形的基本输出。如输出锯齿波、三角波、方波、正弦波。这些波形的实现的具体步骤：锯齿波实现很简单，只需要一开始定义一个初值，然后不断的加1，当溢出后又重初值开始加起，就这样循环下去。三角波的实验过程是先加后减，实现方法是先是从00H开始加1直到溢出后就执行减1操作，就这样不断调用这个循环。方波的实现方法是连续输出一个数，到某个时候就改变一下值，可以把值定义为正极性的，也可以是负极性。正弦波的实现是非常麻烦的。它的实现过程是通过定义一些数据，然后执行时直接输出定义的数据就可以了。 （2）通过P1口和开关K0-K4相连接来控制各个波形的输出。能根据k0-k5键状态进行波形切换，当某一按键按下时，输出相对应的波形。 3系统硬件电路设计 3.1单片机最小系统设计 单片机外围晶振电路是通过单片机的XTAL1引脚和XTAL2引脚接入的。本设计的电容C1、C2使用10pF，晶振频率选择为11.0592MHZ。复位电路是通过单片机的RST引脚接入的。本设计的电容C3使用1nF，电源使用+5u。单片机最小系统如下图所示： 图3-1 单片机最小系统 3.2其他硬件模块电路设计 3.2.1 DAC0832芯片介绍 0832采用双缓冲接口方式，其传送控制端接地，输入所存允许断ILE与+5V电源相连，利用一个地址码进行二次输出操作，完成数据的传送和激动转换，第一次操作室P2.6为高电平，将P0口数据线上的数据锁存于DAC0832的输入寄存器中。第二次操作是写控制信号由效，传送控制端为低电平，将输入寄存器中的内容锁存入0832的DAC寄存器中，D/A转换器便开始对锁存于DAC寄存器的8位数据进行转换，约经过