单片机课程设计

题目：多功能信号发生器设计。

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设计时间：目录 i

1. 问题分析及解决方案 - 1 -

1.1 题目要求 - 1 -

1.2 题目分析 - 1 -

1.2.1 信号的产生 - 1 -

1.2.2 信号幅度控制 - 1 -

1.2.3 信号频率控制 - 1 -

1.2.4 波形切换 - 2 -

1.3 程序设计流程 - 2 -

1.4 解决方案 - 2 -

2. 单片机选型及硬件配置 - 3 -

2.1 单片机及元件选择 - 3 -

2.2 i/o地址分配 - 3 -

2.3 系统硬件原理图 - 4 -

3. dac0832简介 - 4 -

4. 软件实现 - 6 -

4.1 软件** - 6 -

4.2 程序调试 - 9 -

5. 心得体会 - 14 -

参考书目 - 16 -

多功能信号发生器设计

1）信号发生器能产生50-200hz的正弦波、方波、三角波、锯齿波，数码管显示信号频率；

2）输出哪一种波形由四个按键控制；

3）波形的极性、幅度、周期、占空比可由按键操作设置和修改。

利用8位d/a转换器dac0832，可以将8位数字量转换成模拟量输出。数字量输入的范围是0~255之间，对应的模拟量输出范围在正负参考电压之间。由此，可以利用单片机的并行口输出的数字量，产生波形。

因dac0832的模拟量输出范围在正负参考电压之间，也就是说，当数字量输入为00h时，dac0832的输出是vref-，当数字量输入为ffh时，dac0832的输出是vref+。所以，为了调节输出波形的幅度，只要调节vref即可，可在vref+端接一电位器，调节vref的电压，即可达到调节波形电压的目的。

在单片机的p2口接8位的拨码开关，将其开关状态转换为8位二进制数，作为延时常数，即可调节输入信号的频率。

利用4位dip开关来选择波形，并通过4个led进行指示。

图1 程序设计流程。

由于输出信号的频率较低，可选用at89c51作为控制器，其中方波，锯齿波，三角波只通过一定的延时完成波形的输出，正弦波还需用查表法来，单片机输出的为数字量而生活中用到的为模拟量，故需经过d/a转换器dac0832把数字量变为模拟量输出。而dac0832输出的为电流信号，而我们需要的是电压信号，故采用了一个集成运放将电流信号转换为电压信号，再通过一级集成运放将单极性的电压信号转换为双极性的电压信号。输出波形的类型以及频率均是通过拨码开关来控制的，由于单片机输出四种波形故用了4个拨码开关，这样每一位能够控制一中波形的输出。

波形频率的控制通过8位拨码开关来控制，这样控制精度可以达到1hz，范围为1hz-255hz。输出波形的幅值是通过一个调节dac0832的参考电压来实现的。

表1 单片机及元件选择。

p0口用于输出波形，p0口输出的数字量通过dac0832转换为模拟量，也就是电压信号，然后通过示波器就可以观察单片机输出的波形。

p1.0~p1.3用于点亮不同的led指示灯，从而指示单片机输出波形的类型。

当p1.0=0时第一个led等被点亮表示单片机输出的为方波，当p1.1=0时第二个led等被点亮表示单片机输出的为锯齿波，当p1.

2=0时第三个led等被点亮表示单片机输出的为三角波，当p1.3=0时第四个led等被点亮表示单片机输出的为三角波。

p2口输入8位拨码开关状态控制波形频率，这样输出波得频率可以在1-255hz之间任意选择。

p3.0~p3.3. 用于输出波形类型的控制，主要通过四位拨码开关的输入量的不同让单片机输出相应的波形，拨码开关的四种状态如下：

p3.0=0,p3.1=1，p3.2=1，p3.3=1时输出方波；

p3.0=1,p3.1=0，p3.2=1，p3.3=1时输出锯齿波；

p3.0=1,p3.1=1，p3.2=0，p3.3=1时输出三角波；

p3.0=1,p3.1=1，p3.2=1，p3.3=0时输出正弦波。

p3.6用于给dac0832给写数据信号。

图2 信号发生计硬件原理电路。

dac0832是一个8位d/a转换器。单电源供电，从+5~+15v均可正常工作。基准电压的范围为-10v~+10v；电流建立时间为1us；coms工艺，低功耗20mw。

dac0832转换芯片为20引脚，双列直插式封装。其引脚图如下图：

图3 dac0832引脚图。

d/a转换电路是一个r-2r t型电阻网络，实现8为数据的转换。其引脚信号说明如下：

di0~di7：转换数据输入。

片选信号输入，低电平有效。

ile：数据锁存允许信号输入，高电平有效。

第1写入信号输入，低电平有效。

第2写入信号输入，低电平有效。

数据传送控制信号输入，低电平有效。

电流输出1；

电流输出2；

反馈电阻端。

基准电压，其电压可正可负，范围为-10v~+10v。

dgnd：数字地。

agnd：模拟地。

vcc：芯片工作电源，从+5~+15v均可正常工作。

#include<>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define dac0832 xbyte[0xffff]

sbit squ_k =p3^0; /p3^0-p3^3为拨码开关输入，用来控制输出波形。

sbit saw_k =p3^1;

sbit tri_k =p3^2;

sbit sin_k =p3^3;

sbit squ_l =p1^0; /p1^0-p1^3点亮led灯，用来指示拨码开关的状态。

sbit saw_l =p1^1;

sbit tri_l =p1^2;

sbit sin_l =p1^3;

sbit intad =p3^3;

uchar code sin_tab=

/方波发生函数。

void square()

uchar a,b;

for(a=0;a<127;a++)

/锯齿波发生函数。

void sawtooth()

uchar a,b;

for(a=0;a<255;a++)

/三角波发生函数。

void triang()

uchar a,b;

for(a=0;a<254;a=a+2)

for(a=254;a>1;a=a-2)

/正弦波发生函数。

void sinw**e()

uchar a,b;

for(a=0;a<92;a++)

for(a=91;a>0;a--)

dac0832=sin_tab[a];

p2=0xff;

b=p2;

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