单片机课程设计

单片机。

课程设计。题目：采用单片机和dac设计波形发生器。

姓名：张民。

学号：201023701146

班级：机101-s1

指导老师：王卫忠。

同组同学：张帅、盛积龙、任银香、张磊、蔡雷。

烟台大学。机电汽车工程学院。

2024年12月29日。

目录。采用单片机和dac设计波形发生器。

姓名：张民。

指导老师：王卫忠。

摘要：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，它是使用频度很高的电子仪器。现在的波形发生器都采用单片机来构成。

单片机波形发生器是以单片机核心，配相应的外围电路和功能软件，能实现各种波形发生的应用系统，它由硬件部分和软件部分组成，硬件是系统的基础，软件则是在硬件的基础上，对其合理的调配和使用从而完成波形发生的任务。波形可用程序改变，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。波形发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。最后分析出现误差的原因以及影响因素。

关键字：波形发生器、dac0832、at89c51、汇编语言。

1总体介绍。

1.1总体要求。

基于at89c51单片机的函数波形发生器的主要功能如下：

1) 以单片机为核心，经过d/a转换和放大电路的处理，最后输出波形信号。

2) 要求输出波形类型：正弦波、三角波、锯齿波、方波等4种信号。

3) 输出的波形能通过按键来改变。

1.2总体要求。

基于at89c51单片机的函数波形发生器的硬件电路由单片机主控电路、按键控制电路、波形转换（d/ a）电路和电源线路等四部分构成。

图22硬件设计。

2.1主控制器介绍。

控制芯片选择at89c51单片机。at89c51单片机的p1.0-p1.

3按4位控制开关，用手选择输出的函数波形。p0口输出的波形最后输出电路由dac0832何两级放大电路组成。

2.2元件清单。

表1.0 简易函数波形发生器元件清单。

2.3 d/a电路。

功能：将波形样值的数字编码转换成模拟值；

完成单极性向双极性的波形输出；

dac0832当今世界在以电子信是8位分辨率的d/a转换集成芯片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片以其**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了广泛的应用。这类d/a转换器由8位输入锁存器，8位dac寄存器，8位da转换d/a转换器负责将rom输出的数据转换成模拟信号，经滤波电路后输出。输出波形的频率上限与d/a器件的转换速度有重要关系，本例采用dac0832器件。

dac0832是8位d/a转换器，转换周期为1μs。

dac0832的引脚功能简述如下：

(1)ile（pin 19）：数据锁存允许信号，高电平有效，系统板上已直接连在＋5v上。

(2)wr1、wr2（pin）：写信号，低电平有效。x

(3)fer(pin 17)：数据传送控制信号，低电平有效。

(4)vref（pin 8）：基准电压，可正可负，－10v～＋10v。

(5)rfb（pin 9）：反馈电阻端。

6)iout1/ iout2（pin）：电流输出1和2 。d/a转换量是以电流形式输出所，以必须如实验结构图no.5所示的连接方式将电流信号变为电压信号。

7)agnd/dgnd（pin）：模拟地与数字地。在高速情况下，此二地的连接线必须尽可能短，且系统的单点接地点须接在此连线的某一点上。

2.4电源电路：

功能：为波形发生器提供直流能量；

构成由变压器、整流硅堆，稳压块7805组成。220v的交流电，经过开关，保险管（1.5a/250v），到变压器降压，由220v降为10v，通过硅堆将交流电变成直流电，对于谐波，用4700μf的电解电容给予滤除。

为保证直流电压稳定，使用7805进行稳压。最后，＋5v电源配送到各用电负载。

3.软件设计。

3.1波形产生模块。

设计思想：（1）(1)将一个周期t的信号分离成255个点（按x轴等分），每两点之间的时间间隔为δt，用单片机的定时器产生。

2）其中三角波、锯齿波、方波由算法得到各点，而正弦波由查表程序得到。

3.2流程图。

图3主程序流程图。

图4 单周期方波输出子程序图5 单周期锯齿波输出子程序。

图6 单周期三角波输出子程序图7 单周期正弦波输出子程序

通过本次的课程设计掌握+5v电源原理和设计，单片机复位电路工作原理和设计，按键的设计，运算放大器的特性和使用，at89c51单片机的引脚设计，基本的汇编程序设计。

本次设计，让我对波形发生器的硬件部分和软件部分有了更深层次的了解，通过对课本等一系列的学习以及与参考书的对照，让我明白了不少以前心中有疑惑的地方，这一点很值得庆幸的。特别是本设计中的软件设计部分，里面的主程序流程图和子程序流程图，让我思路更分清晰的认识及掌握波形发生器比较抽象的部分，从而让我对波形发生器有一个更彻底更清晰的学习。

感谢。经过本次课程设计，对我在独立思考问题以及对问题的求证方面的能力都有所提高。说实话，单片机这门课程是一门需要彻底钻进去才能学有所成的课程，要想把它学好，真的需要我们拿出自己那份极其认真的态度和极其刻苦钻研的精神。

本次课程设计让我在电子文档的使用方面有了更大的提高。

这次设计我用极其认真的态度去对待，让自己利用这次设计的机会好好的提高，能够有更多的领悟，不枉费老师的谆谆教导，也是对自己负责人的一种表现。

在此，我还要感谢我的指导老师，是他的细心和耐心讲解让我少走弯路，又是在他认真负责的指点迷津，让我反复的斟酌，仔细的推敲，才圆满的完成了本次课程设计。真心的感谢老师！

参考文献。1]李全力。单片机原理及应用技术。北京：高等教育出版社 2004

2]罗学恒。单片机使用教程。北京：高等教育出版社 2006

3]王文杰。许文斌单片机应用技术。北京：冶金工业出版社 2008

4】胡汉才。单片机原理及其接**术。北京；机械工业出版社。

5】王贵平。新编单片机原理及应用北京：清华大学出版社 2009

附录。2总程序（汇编语言）

程序如下：org 00h

squ_k bit p3.4

saw_k bit p3.5

tri_k bit p3.6

sin_k bit p3.7

squ_l bit p1.0

saw_l bit p1.1

tri_l bit p1.2

sin_l bit p1.3

start: mov p1,#0ffh

mov p2,#0ffh

mov p3,#0ffh

mov dptr,#sin_tab

main: mov p0,#00h

jnb squ_k,s1

setb squ_l

jnb saw_k,s2

setb saw_l

jnb tri_k,s3

setb tri_l

jnb sin_k,s4

setb sin_l

sjmp main

s1: clr squ_l

lcall square

sjmp main

s2: clr saw_l

lcall sawtooth

sjmp main

s3: clr tri_l

lcall triang

sjmp main

s4: clr sin_l

lcall sinw**e

sjmp main

square: mov r0,#00h

j11: mov p0,#0ffh

mov p2,#0ffh

mov a,p2

cpl amov r3,a

l11: dec r3

cjne r3,#255,l11

inc r0

cjne r0,#254,j11

mov r0,#00h

j12: mov p0,#00h

mov p2,#0ffh

mov a,p2

cpl amov r3,a

l12: dec r3

cjne r3,#255,l12

inc r0

cjne r0,#254,j12

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