基于单片机的函数发生器，课程设计，原创.doc

概述 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函数发生器采用89C52 单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（）、按键和LD显示电路等。电路采用89C52单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器。函数信号发生器，它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。由于采用了运算放大器和，使其电路更加具有较高的稳定性能，性能比高此电路清晰，出现故障容易查找错误，操作简单、方便。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波，同时用LD1602显示。所产生的波形VP-P范围为~5 V，。本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。 利用D/A转换器键D/A、LED显示器、按键或电位器等。LED显示器、按键数目尽量少，但要说明显示方式和操作步骤。 根据要求对下面方案进行论证。 1.1 信号发生部分 采用单片机和数模/转换DAC0832实现波形的产生。波形的产生是通过89C52执行波形发生程序，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8952的P口接个按扭,通过软件编程来选择各种波形、幅值电压和频率，每种波形对应一个按钮。此方案的是电路原理比较简单，实现起来比较容易。波形的周期可以用程序改变。在本设计的基础上，加上LD显示器，则可通过按钮设定所需要的波形频率，并在LD上显示频率、幅值电压输出波形稳定，精度高，滤波好，抗干扰效果好，连接简单，性价比高。 图 2.1 系统框图 3.硬件电路 本系统由单片机、波形转换(D/A)电路、显示接口电路、键盘接口电路等部分构成。 3.1单片机电路 3.1.1 功能与基本原理 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。程序思路：根据定时器溢出的时间，将频率值换算为定时器溢出的次数（T1_over_num）。使用变量（T1_cnt）暂存定时器T1的溢出次数，当达到规定的次数（T1_over_num）时，将输出管脚的状态取反达到方波的产生。采用查询的方式实现按键的扫描和的显示，中断服务程序实现方波的产生和连续按键的计时功能。 软、硬件设计是设计中不可缺少的，为了满足功能和指标的要求，资源分配功能：将波形样值的编码转换成模拟值，完成的波形输出。 由一片0832和运放组成。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实现 单片机向0832发送数字编码，产生不同的输出。先利用采样定理对各波形进行抽样，然后把各采样值进行编码，到的数字量存入各个波形表，执行程序时通过查表方法依次取出，经过D/A转换后输出就可以得到波形。假如N个点构成波形的一个周期，则0832输出N个样值点后，样值点形成运动轨迹，即一个周期。重复输出N个点，成为第二个周期。利用单片机的晶振控制输出周期的速度，也就是控制了输出的波形的频率。这样就控制了输出的波形及其幅值和频率。 图3.1 D/A转换电路 3.3显示接口电路 功能：驱动显示，扫描按钮。 由和个按钮组成。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。它的外接电压也是+5V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。 图3.2 显示接口电路 3.4 键盘接口电路 本题中的八个按键，分别实现波形的选择，以及幅值频率的加减。其中预留三个按键作为扩展，可在输出其他波形，如方波时，可增加两个按键用于改变占空比的大小。其与单片机的连接如图3.3所示。 图3.3键盘接口电路 3.5电源电路 系统中需要5V电源，采用一个电源管理芯片，将9V的电池电源转换为5V. 其与单片机的连接如图3.4所示。 图3.4电源电路 4.软件设计及流程 主程序和子程序都放在89S52单片