單片機(jī)課程設(shè)計—波形發(fā)生器-文庫吧
2025-06-11 09:43 本頁面
【正文】 中，我們所學(xué)的知識大都是課本上的，在機(jī)房的練習(xí)大家也都是分散的對各個章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)。因此，缺乏一種系統(tǒng)的設(shè)計鍛煉。在課程所學(xué)結(jié)束以后，這樣的課程設(shè)計十分有助于學(xué)生的知識系統(tǒng)的總結(jié)到一起。 （5 ）通過這幾個波形進(jìn)行組合形成了一個函數(shù)發(fā)生器，使得我對系統(tǒng)的整個框架的設(shè)計有了一個很好的鍛煉。這不僅有助于大家找到自己感興趣的題目，更可以鍛煉大家微機(jī)知識的應(yīng)用。 設(shè)計意義波形發(fā)生器作為一種常用的信號源,是現(xiàn)代測試領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的通用儀器之一。在研制、生產(chǎn)、測試和維修各種電子元件、部件以及整機(jī)設(shè)備時，都學(xué)要有信號源，由它產(chǎn)生不同頻率不同波形的電壓、電流信號并加到被測器件或設(shè)備上，用其他儀器觀察、測量被測儀器的輸出響應(yīng)，以分析確定它們的性能參數(shù)。信號發(fā)生器是電子測量領(lǐng)域中最基本、應(yīng)用最廣泛的一類電子儀器。它可以產(chǎn)生多種波形信號,如正弦波,三角波,方波等 ,因而廣泛用于通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、宇航等領(lǐng)域。二、方案論證 設(shè)計要求使用計算機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)成信號發(fā)生器，可以產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波和正弦波等多種波形，波形的周期、頻率可調(diào)。要求完成計算機(jī)和 DAC 的選型，了解不同波形的產(chǎn)生原理和設(shè)計方案，畫出硬件電路圖，并編程完成軟件部分，最后調(diào)試觀察產(chǎn)生不同類型的波形信號。（1）課程設(shè)計論文內(nèi)容要正確，概念要清楚；（2）完成任務(wù)書所規(guī)定的內(nèi)容；（3）附有電路原理圖及程序流程圖，以及程序清單；（4）文字要通順，書寫要工整，設(shè)計圖紙必須符合規(guī)范。 方案論證信號發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方法通常有以下幾種：方案一：用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器：通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高，其工作不很穩(wěn)定，不易調(diào)試。方案二：可以由晶體管、運(yùn)放 IC 等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器 IC 產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號發(fā)生器 IC，如L803BA20XR2207/2209 等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨(dú)立調(diào)節(jié)，二者互相影響。方案三：利用專用直接數(shù)字合成ＤＤＳ芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達(dá)到很高的頻率。但成本較高。方案四：采用 AT89C51 單片機(jī)和 DAC0832 芯片，直接連接鍵盤和顯示。該種方案主要對 AT89C51 單片機(jī)的各個 I/O 口充分利用. P1 口是連接鍵盤以及接顯示電路,P2 口連接 DAC0832 ,能對單片機(jī)各個接口都利用上,而不在多用其它芯片,使用芯片少,低功耗。綜合考慮，方案四各項(xiàng)性能和指標(biāo)都優(yōu)于其他幾種方案，能使輸出頻率有較好的穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計的要求，而且這些芯片及器件均為通用器件，在市場上較常見，價格也低廉，樣品制作成功的可能性比較大，所以本設(shè)計采用方案四。三、硬件電路設(shè)計 設(shè)計思路、元件選型設(shè)計思路：（一） 、課設(shè)需要各個波形的基本輸出。如輸出鋸齒波、三角波、方波、正弦波。這些波形的實(shí)現(xiàn)的具體步驟：鋸齒波實(shí)現(xiàn)很簡單，只需要一開始定義一個初值，然后不斷的加 1，當(dāng)溢出后又重初值開始加起，就這樣循環(huán)下去。三角波的實(shí)驗(yàn)過程是先加后減，實(shí)現(xiàn)方法是先是從 00H 開始加 1 直到溢出后就執(zhí)行減 1 操作，就這樣不斷調(diào)用這個循環(huán)。方波的實(shí)現(xiàn)方法是連續(xù)輸出一個數(shù)，到某個時候就改變一下值，可以把值定義為正極性的，也可以是負(fù)極性。正弦波的實(shí)現(xiàn)是非常麻煩的。它的實(shí)現(xiàn)過程是通過定義一些數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行時直接輸出定義的數(shù)據(jù)就可以了。（二） 、通過 P1 口和開關(guān) K0K4 相連接來控制各個波形的輸出。能根據(jù) k0k5 鍵狀態(tài)進(jìn)行波形切換，當(dāng)某一按鍵按下時，輸出相對應(yīng)的波形。 元件選型：單片機(jī) AT89C51 系統(tǒng)，DAC0832 一片，PC 機(jī)一臺，運(yùn)算放大器 原理圖 主要芯片介紹 （1） 、DAC0832 芯片介紹：0832 采用雙緩沖接口方式，其傳送控制端接地，輸入所存允許斷 ILE 與+5V電源相連，利用一個地址碼進(jìn)行二次輸出操作，完成數(shù)據(jù)的傳送和激動轉(zhuǎn)換，第一次操作室 為高電平，將 P0 口數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)鎖存于 DAC0832 的輸入寄存器中。第二次操作是寫控制信號由效，傳送控制端為低電平，將輸入寄存器中的內(nèi)容鎖存入 0832 的 DAC 寄存器中，D/A 轉(zhuǎn)換器便開始對鎖存于 DAC 寄存器的 8 位數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，約經(jīng)過 1/2 時鐘周期后，在輸出端（IOUTIOUT1）建立穩(wěn)定的電流輸出。運(yùn)放的作用是將 0832 輸出的模擬電流信號轉(zhuǎn)換為電壓波形。DAC0832為一個 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器,單電源供電,在+5~+15V 范圍內(nèi)均可正常工作?；鶞?zhǔn)電壓的范圍為177。10V,電流建立時間為 1μs,CMOS 工藝,低功耗 20mW。DAC0832 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。開 關(guān) AT89C51 D/A轉(zhuǎn) 換運(yùn) 放各 種 波 形各 種 波 形 輸 出圖 22 DAC0832 工作原理圖DAC0832 的外部引腳及功能介紹圖如下：VREF8GND3 VC20CS1 WR12DI34 DI25 DI16D107 RFB9GND10 IOUT1 1IOUT2 12DI713DI6 14DI5 15DI4 16XFER 17WR218ILE(BY1/BY2) 19U1DAC0832圖 1 DAC0832 引腳圖DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料:芯片內(nèi)有兩級輸入寄存器，使 DAC0832 具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。D/A 轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。要是需要相應(yīng)的模擬信號，可通
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