基于AT89C51单片机数字式低频信号发生器毕业设计.docVIP

目 录 摘要 1 绪论 2 第１章 方案设计 3 1.1　方案论述 3 1.2　方案论证 3 第2章 硬件设计 4 2.1　 总体设计功能说明 4 2.2　 DAC0832芯片 5 2.3 　硬件放大电路 6 第3章 软件设计 7 3.1　程序流程图 7 3.2　主要程序代码 9 3.3　调试 12 设计总结 14 参考文献 15 摘要 本系统是基于AT89C51单片机的数字式低频信号发生器。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）、运放电路（LM324）、按键。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等。其设计简单、性能优好，可用于多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。 各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。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。为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。 本文介绍的是利用AT89C51单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源，其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法，AT89C51的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。 本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。 关键词 波形发生器；三角波；正弦波；方波 绪论 波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。 信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路经之一，不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。 第１章方案设计 1.1方案论述 从科学所设计的不同范围以及器件的不同选择来构思，可以实现的方案有很多，现提出两个可行的方案并分别论述其工作原理及可行性。 方案一：方案一方框图如下图1.1.1所示。采用AT89C51芯片，数模芯片采用DAC0831芯片，构成基本的波形发生电路，设置多个按键用来控制波形输出记忆调整信号频率的大小。此电路设计输出波形稳定，精度高。 图1-1 方案二：本方案的基本原理是在PC机上按下鼠标左键创建一个周期的波形，再将各点值传送给单片机系统，产生实际的模拟信号。模拟信号通过D/A转换器的转换，得到所需要的波形型号。 图1-2 1.2　方案论证 单片机控制超低频任意信号波形发生器（方案一）与现有采用微处理器和数模转换器组成的数字式低频信号发生器（方案二）相比，由于采用直接数字波形合成技术，频率准确度和稳定度较高。方案二中微处理器对信号的现实和处理非常方便，只是需要同时编辑单片机和微处理器所需要的高级，工作量大而且较为复杂。因此我选择了方案一。 第2章硬件设计 2.1总体设计功能说明 键盘输入部分主要用于选择波形。键盘共设个键，用于选择三角波、矩形波、正弦波种不同的波形。89C51单片机用来执行某一波形发生程序，向D／A转换器的输入端发送数据，将其转化成模拟量，并通过运算放大器调节波形的幅值，，从而在输出端得到所需的波形。 可由硬件设计好后，再根据要求进行具体编写。程序的主要功能是：首先程序在开始后，先判断P.0，P.1 ，P.2相应的波形,然后根据选择的波形输出相应的波形.程序将根据要求进行调节波形 图2-1 2.2　DAC0832芯片  图2-2 DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。 1：DAC0832的主要特性参数如下： 分辨率为8位； 电流稳定时间