简易波形发生器的课程设计.doc

目 录 第1章 前 言 1 1.1 课程设计内容与要求 1 1.2 单片机的发展前景 1 第2章 总体设计方案 3 2.1 系统总体方案选择与说明 3 2.2 系统结构框图与工作原理 3 第3章 系统硬件设计及说明 4 3.1 单片机的时钟振荡电路 4 3.2 波形选择电路 4 3.3 单片机复位电路 5 3.4 AT89C51单片机及运行方式 5 3.5 波形的放大及双极性输出实现 6 第4章 系统软件设计与说明 8 4.1 锯齿波的子程序和流程图 8 4.2 三角波的子程序和流程图 9 4.3 正弦波的子程序和流程图 10 4.4 方波的子程序和流程图 12 第5章 总结体会 14 附录A 系统原理图 15 附录B 程序清单 16 参考文献 19 第1章 前 言 1.1 课程设计内容与要求 用单片机与DAC0832 构成的波形发生器，可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波等多种波形，波形的周期可用程序改变，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、性能优越等特点。 1.2 单片机的发展前景 当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得尤为重要，在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。 漫步在繁华的现代化的大都市的大街上，随时都可以看到街我们家里数码电视机、数码音响、遥控器、空调、智能玩具.....?这些“高科技”看上去是如此的神秘，它到底是怎样构成的，它是通过什么样的程序和什么样的方式来完成这一系列指令的呢？让我们取钱更方便、避免城市的交通混乱和交通阻塞……给我们生活带来了处处方便。其实这也是用单片机来控制的，单片机在我们生活中触手可及，它是如此地贴近我们的生活，单片机给我们的生活带来的有如此多的便利。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。科技越发达，智能化的东西就越多，使用的单片机就越多。看来学单片机是社会发展的需求。据统计，我国的单片机年容量已达1－3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片,并不断地辐射向内地, 这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的前景。培养单片机应用人才，特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意义 2.1 系统总体方案选择与说明 根据设计内容与要求我选用AT89C51单片机和DAC0832数模转换器在低频范围内稳定性好、操作方便 2.2 系统结构框图与工作原理 系统的总体结构由AT89C51单片机DAC0832数模转换器DAC0832数模转 系统总体电路结构如图2-1: 图2-1 系统结构框图 第3章 系统硬件设计及说明 3.1 单片机的时钟振荡电路 其图形如图3-1所示: 图3-1 时钟振荡电路图 它由两个30pf的电容及12MHz 晶振组成了单片机的时钟振荡电路，它为内部时钟方式，为AT89C51单片机 3.2 波形选择电路 其图形如图3-2： 图3-2波形选择电路图 它由两个开关构成，分别与单片机的p1.0及p1.1端口相连，可以构成四种组合方式。它分别代表了一种波形的选择。具体实现如表3-1： 表3-1 波形 P1.0 P1.1 符号 波形 0 0 WAVE1 锯齿波 0 1 WAVE2 三角波 1 0 WAVE3 方波 1 1 WAVE4 正弦波 3.3 单片机复位电路 其图形如图3-3所示： 图3-3 复位电路图 此复位电路复位方式为按键电平复位方式，通过按键使RST端的高电平维持至少2个机器周期以上，则系统恢复到初始状态。 3.4 AT89C51单片机及运行方式 其图形如图所示 图3-4 AT89C51单片机结构图 图3-5 DAC0832结构图 AT89C51单片机DAC0832数模转换器DAC0832数模转换器 3.5 波形的放大及双极性输出实现 其图形如图3-6所示： 图3-6 波形放大及双极性输出实现连接图 本函数信号发生器信号输出要求为双极性，采用DAC0832模数转换芯片。图中运算放大器为具有双极性工作电压的TL082 由图可得：