【正文】 基于 Proteus的波形發(fā)生器仿真設(shè)計(jì)作者姓名：孫亞飛 專業(yè)班級(jí)：2022060101 指導(dǎo)教師：吳建平摘 要本文實(shí)現(xiàn)了多功能波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)控制，DAC0832 完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，鍵盤控制波形的頻率、幅度。發(fā)生器產(chǎn)生三角波、方波、正弦波等波形，波形的頻率可通過(guò)鍵盤控制，波形清晰、頻率調(diào)整十分方便、穩(wěn)定性好，產(chǎn)生合成波形只需修改源程序，不需改裝電路。單片機(jī)的輸出數(shù)字信號(hào)通過(guò) DAC0832 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，接入示波器就可以清晰的顯示出系統(tǒng)產(chǎn)生的波形。該系統(tǒng)由仿真軟件產(chǎn)生波形，具有線路簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉、性能優(yōu)越等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞 ：　波形發(fā)生器，AT89S52 單片機(jī)，D/ A 轉(zhuǎn)換Based on the simulation design Proteus waveform generatorABSTRACT：In this paper, implementing the design of multiwaveform generator. The system make use of AT89S52 micro controller, and DAC0832 plete conversion, keyboard control waveform frequency and amplitude. System produce triangle wave, square wave, sine wave and other wave, wave frequency can be controlled through the keyboard, a clear waveform, adjust conveniently. The system stability and produce more plex waveforms simply through modify the source, without conversion circuit. The output of the microcontroller ‘s digital signal convert to analog signals through the DAC0832, accessing to the oscilloscope can display a clear waveform what the system produce. The system is simple, pact, low cost, superior performance and so on.Key words ： Waveform Generator　 MCU ADC 目錄基于 PROTEUS波形發(fā)生器的仿真設(shè)計(jì) .........................................................................I摘 要 ..................................................................................................................................I第 1章 前 言 ................................................................................................................4 波形發(fā)生器的概述 .........................................4 國(guó)內(nèi)外波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r ...............................5 研制波形發(fā)生器的目的及意義 ...............................7第 2章 PROTEUS 的簡(jiǎn)介與使用 ....................................................................................8 PROTEUS的簡(jiǎn)介 ............................................8 PROTEUS界面 ...............................................9 基本操作 ................................................10 圖形編輯窗口 ........................................10 預(yù)覽窗口 ...........................................12 圖形編輯的基本操作 .................................12 原理圖的繪制 .......................................15第 3章 基于 PROTEUS波形發(fā)生器仿真設(shè)計(jì) ..........................................................17 單片機(jī) AT89C51 概述 .....................................17 AT89C51 單片機(jī)的功能參數(shù) ............................17 單片機(jī)管腳功能說(shuō)明 ..................................18 總體設(shè)計(jì) ................................................20 單片機(jī)電路 .........................................20 D/A 電路 .............................................21 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...........................................22 程序流程圖 ..........................................22 系統(tǒng)主程序 .........................................23第 4章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 ...................................................................................29 系統(tǒng)模擬調(diào)試 ...........................................29 仿真結(jié)果 ...............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。結(jié)論 ....................................................................................................................................33致謝 ....................................................................................................................................34參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................................35附錄 1 系統(tǒng)電路原理圖 ...........................................................................................36附錄 2 系統(tǒng)仿真原理圖 .............................................................................................36第 1章 前 言信號(hào)源有很多種，包括正弦波信號(hào)源、函數(shù)發(fā)生器、脈沖發(fā)生器、掃描發(fā)生器、任意波形發(fā)生器、合成信號(hào)源等。一般來(lái)講任意波形發(fā)生器是一種特殊的信號(hào)源，綜合具有其它信號(hào)源生成能力，因而適合各種仿真實(shí)驗(yàn)的需要。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)一種電路，需要驗(yàn)證其性能、可靠性與穩(wěn)定性，就需要給它施加理想的波形以辨別真?zhèn)?。如可使用信?hào)源的 DC 補(bǔ)償功能對(duì)固態(tài)電路控制 DC 偏壓電平，可對(duì)一個(gè)懷疑有故障的數(shù)字電路，利用信號(hào)源的方波輸出作為數(shù)字電路的時(shí)鐘，同時(shí)使用方波加 DC 補(bǔ)償產(chǎn)生有效的邏輯電平模式輸出，觀察該電路的運(yùn)行狀況，而證實(shí)故障缺陷的地方，總之，利用任意波形發(fā)生器這方面的基礎(chǔ)功能能仿真基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室所必須的信號(hào)[1]。在實(shí)際的電子環(huán)境所設(shè)計(jì)的電路在運(yùn)行中，由于各種干擾和響應(yīng)的存在，實(shí)際電路往往存在各種信號(hào)缺陷和瞬變信號(hào)，例如過(guò)脈沖、尖峰、阻尼瞬變等(見(jiàn)圖 11，圖 12)，這些情況的發(fā)生，如在設(shè)計(jì)之初沒(méi)有考慮進(jìn)去，有的將會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。例如圖 11 中 a 處過(guò)劍峰脈沖，如果給一個(gè)抗過(guò)沖能力差的電路，將可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備“燒壞” 。圖 11 尖峰干擾脈沖 圖 12 阻尼瞬變由于任意波形發(fā)生器特殊的功能，為了增強(qiáng)任意波形生成能力，它往往依賴計(jì)算機(jī)通訊輸出波形數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)傳輸中，通過(guò)波形編輯軟件生成波形，有利于擴(kuò)充儀器的能力，更進(jìn)一步仿真模擬實(shí)驗(yàn)。同時(shí)由于編輯一個(gè)任意波形有時(shí)需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和精力，并且每次編輯的波形可能有所差異，一般會(huì)在任意波形發(fā)生器內(nèi)配置一定數(shù)量的非易失性存儲(chǔ)器。可以把所需要的波形從計(jì)算機(jī)接口下載到任意波形發(fā)生器的存儲(chǔ)器中。綜上所述，不論是在生產(chǎn)還是在科研與教學(xué)上，任意波形發(fā)生器是電子工程師信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，對(duì)相應(yīng)的測(cè)試儀器和測(cè)試手段也提出了更高的要求，而任意波形發(fā)生器己成為測(cè)試儀器中至關(guān)主要的一類，因此開(kāi)發(fā)任意波形發(fā)生器具有重大意義。運(yùn)用 DDS 技術(shù)是設(shè)計(jì)任意波形信號(hào)發(fā)生器的一種通用手段，DDS 不僅可以產(chǎn)生正弦波同時(shí)也可以產(chǎn)生任意波，這是其他頻率合成方式所沒(méi)有，任意波在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過(guò) DDS 這種方法產(chǎn)生任意波是一種簡(jiǎn)單、低成本的方法，通過(guò)增加波形點(diǎn)數(shù)可以使輸出達(dá)到很高的精度，這都是其他方法所無(wú)法比擬的。自 80 年代以來(lái)各國(guó)都在研制 DDS 產(chǎn)品，并廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其中以 AD 公司的產(chǎn)品比較有代表性。如AD700AD9850、AD985l、AD985AD9858 等。其系統(tǒng)時(shí)鐘頻率從 30MHz到 300MHz 不等，其中的 AD9858 系統(tǒng)時(shí)鐘更是達(dá)到了 lGHz。這些芯片還具有調(diào)制功能。如 AD7008 可以產(chǎn)生正交調(diào)制信號(hào)，而 AD9852 也可以產(chǎn)生FSK、PSK、線性調(diào)頻以及幅度調(diào)制的信號(hào)。這些芯片集成度高，內(nèi)部都集成了 D/A 轉(zhuǎn)換器，精度最高可達(dá) 12bit。同時(shí)都采用了一些優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)提高性能。如這些芯片中大多采用了流水技術(shù)，通過(guò)流水技術(shù)的使用，提高了相位累加器的工作頻率，從而使得 DDS 芯片的輸出頻率可以進(jìn)一步提高。通過(guò)運(yùn)用流水技術(shù)在保證相位累加器工作頻率