【正文】 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 51 單片機(jī)的波形發(fā)生器設(shè)計(jì) 摘 要 波形發(fā)生器作為信號(hào)源廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、自動(dòng)控制和科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上波形發(fā)生器種類匱乏，價(jià)格昂貴 。 為了實(shí)驗(yàn)、研究以及工業(yè)需要，研制一種功能齊全、使用方便的波形發(fā)生器十分重要。 本文介紹了兩種基于 89C51 單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 產(chǎn)生所需波形的波形發(fā)生器設(shè)計(jì)方案，兩種方案各有特色，可以滿足不同領(lǐng)域?qū)Σㄐ伟l(fā)生器的需求。其中，程控波形發(fā)生器設(shè)計(jì)方案運(yùn)用單片機(jī)執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，再由單片機(jī)通過(guò)定時(shí)器定時(shí)控制將波形數(shù)據(jù)送給 DAC 轉(zhuǎn)換輸 出波形，本方案擴(kuò)展有 LED 顯示模塊和鍵盤(pán)模塊，具有良好的人機(jī)交互性。硬件波形發(fā)生器設(shè)計(jì)中，單片機(jī)執(zhí)行程序產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)或從上位機(jī)接受波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入外部 RAM 中，然后由外部電路控制從 RAM 中取出波形數(shù)據(jù)送于 DAC 轉(zhuǎn)換輸出波形，本方案可以產(chǎn)生高頻波，且具有良好的可升級(jí)性。本次設(shè)計(jì)的兩種方案均能產(chǎn)生頻率、幅值可調(diào)的正弦波、三角波、鋸齒波和方波四種波形。 本次設(shè)計(jì)運(yùn)用 Keil c 軟件采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，使用仿真軟件Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)功能校驗(yàn)，并使用 Protel 軟件制作印刷電路板（ PCB）。 本次設(shè)計(jì)的兩種波形發(fā) 生器具有精度高、誤差小、功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速度快、可靠性高等特點(diǎn)，且具有良好的經(jīng)濟(jì)性，具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。 關(guān)鍵詞 ： 波形發(fā)生器 ， 單片機(jī) ， DAC0832，程控波形發(fā)生器設(shè)計(jì) ， 硬件波形發(fā)生器設(shè)計(jì) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II THE DESIGN OF WAVEFORM GENERATOR BASED ON 51 MCU ABSTRACT Waveform generators are widely used in the electronics industry, automatic control and scientific experiments and other fields. Currently, waveform generators, in domestic market, are very limit. So the development of a waveform generator which is fully functional and easy to use is very important for experimental, research, and industrial needs. This article describes two schemes of the design of waveform generator (WG) based on 51 MCU and DAC 0832 chip. And the two schemes have their own advantages to meet different areas‘ need. Among them, in the scheme of programmable WG design, we use the MCU to generate waveform data, and then use the timer timing to control DAC converter which translate the waveform data into the output waveform. This scheme expanded with LED display module and keyboard module, which has a good humanmachine interaction. In hardware WG design scheme, we use the MCU to generate waveform data or accept the data from PC, and then transfer this data to external RAM. Specially, we use an external circuit to control the DAC conversion. This design can generate highfrequency waves, and it also has good scalability. What‘s more, these two schemes can produce four kinds of waveforms (sine, triangle, sawtooth and square wave)。 their frequency and amplitude can adjust by user‘s need. In this design,we use the Keil c software for software design in C language. And then we use the simulation software Proteus to check system functions, Finally, we use Protel software to produce printed circuit boards (PCB). 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III This design of the two kinds of waveform generator has good precision, low power consumption, high data transmission speed, great reliability, and good economy value. To a certain extent, it is worthy of being further developed. KEY WORDS： waveform generators, MCU, DAC0832, programmable WG design, hardware WG design 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目 錄 前 言 ................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ......................................................................................... 2 167。 選題背景 .................................................................................. 2 167。 波形發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r .......................................................... 2 167。 選題意義 .................................................................................. 3 167。 本文研究的主要內(nèi)容 .............................................................. 4 167。 章節(jié)安排 .................................................................................. 4 第 2 章 波形發(fā)生器系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及選擇 ......................................... 5 167。 總體方案選擇 .......................................................................... 5 167。 子系統(tǒng)模塊方案選擇 .............................................................. 7 167。 控制器的選擇 .................................................................. 7 167。 調(diào)頻方案設(shè)計(jì) .................................................................. 7 167。 調(diào)幅方案設(shè)計(jì) .................................................................10 167。 按鍵方案設(shè)計(jì) .................................................................10 167。 顯示模塊方案設(shè)計(jì) .........................................................11 167。 D/A 轉(zhuǎn)換器的選擇 ..........................................................11 167。 靜態(tài) RAM 的選擇 ..........................................................12 167。 系統(tǒng)總體框圖 .........................................................................13 167。 程控波形發(fā)生器系統(tǒng)框圖 .............................................13 167。 硬件波形發(fā)生器設(shè)計(jì)框圖 .............................................13 167。 系統(tǒng)可行性分析 .....................................................................14 第 3 章 主要芯片及設(shè)計(jì)軟件介紹 ....................................................15 167。 主要芯片介紹 .........................................................................15 167。 89C51 單片機(jī) ...................................................................15 167。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 ....................................................21 167。 可編程并行接口電路 8255A..........................................23 167。 定時(shí)器 555 ......................................................................25 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 167。 計(jì)數(shù)器 74161 .................................................................. 26 167。 設(shè)計(jì)軟件介紹 ........................................................................ 27 167。 仿真軟件 Proteus ............................................................ 27 167。 編程軟件 Keil C51 ......................................................... 28 167。 EDA 軟件 Protel ........................................................... 28 第 4 章 硬件實(shí)現(xiàn)及模塊設(shè)計(jì)電路 .................................................... 29 167。 程控波形發(fā)生器設(shè)計(jì)硬件電路 ............................................ 29 167。 單片機(jī)最小系統(tǒng)及 I/O 擴(kuò)展模塊 .................................. 29 167。 波形產(chǎn)生及調(diào)幅模塊 ..................................................... 30 167。 LED 顯示模塊 ................................................................. 31 167。 按鍵模塊 ......................................................................... 32 167。 硬件波