【正文】 的頻率的目的。而每次送到 DAC0832 的八位數(shù)字量是根據(jù)查正弦波形數(shù)據(jù)表格而得到 。 方法二： DAC0832 是 8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器件，其工作電壓是 0—5V，當(dāng)輸入00H 數(shù)字量的時(shí)候，輸出為 0V 電壓；當(dāng)輸入 07FH 數(shù)字量的時(shí)候，輸出為 電壓；當(dāng)輸入 0FFH 數(shù)字量的時(shí)候，輸出為 5V 電壓。 (4) 正弦波產(chǎn)生 子程序 1） 正弦波產(chǎn)生子程序 流程圖見(jiàn)圖 。 圖 鋸齒波產(chǎn)生子程序流程圖 (2) 方波產(chǎn)生子程序 1） 方波產(chǎn)生原理 先給寄存器 R0 賦值 00H，并且將 0FFH 送給 P0 口（ DAC0832 的八位數(shù)據(jù)輸入端與 P0 口相連）使得 DAC0832 電壓輸出端輸出高電平，然后讓它不斷地R7， Acc 清零 P0=R7 讀撥碼開(kāi)關(guān)狀態(tài)，取反后存入 R3 以 R3 為延時(shí)常數(shù)，延時(shí) R7=R7+1 R0=254？ 7 255？ 返回 Y N 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 22 自加 2，直到加到 254，重新給寄存器 R0 賦值 00H，并且將 00H 送給 P0 口，使得 DAC0832 電壓輸出端輸出低電平，然后讓它不斷地自加 2，直到加到 254，可以又自動(dòng)歸 0，然后再不斷地重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)而產(chǎn)生方波。適當(dāng)選擇循環(huán)的時(shí)間，可以得到不同周期的鋸齒波。 主程序流程圖 主程序設(shè)計(jì)思路 :首先給單片機(jī)上電，對(duì) LCD1602 和中斷進(jìn)行初始化設(shè)置，然后進(jìn)行進(jìn)行按鍵掃描，如果有按鍵按下就產(chǎn)生外部中斷 0 中斷，首先判斷方波選擇按鍵 SQ 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮；若沒(méi)按下繼 續(xù)判斷鋸齒波選擇按鍵 ST 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮；若沒(méi)按下繼續(xù)判斷三角波選擇按鍵 TRI 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮；若沒(méi)按下繼續(xù)判斷正弦波選擇按鍵 SIN 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮，若四個(gè)按鍵均未按下，跳到主程序，等待中斷的產(chǎn)生。 綜合以上匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，波形發(fā)生器系統(tǒng)的軟件部分由匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn)。 C++在這方面做了很好的改進(jìn) ,在保留了指針操作的同時(shí)又增強(qiáng)了安全性。具體應(yīng)用 到 單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā) ，但是 它 仍 具有如下 缺點(diǎn) ： (1)C 語(yǔ)言的缺點(diǎn)主要是表現(xiàn)在數(shù)據(jù) 的封裝性上，這一點(diǎn)使得 C 在數(shù)據(jù)的安全性上做的有很大缺陷，這也是 C 和 C++的一大區(qū)別。這部分電路比較簡(jiǎn)單，采用三端穩(wěn)壓管 7805 的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)的供電要求，由于不是本次設(shè)計(jì)的核心部分，故在此不作詳述。由于兩者的電平不匹配，必須對(duì)單片機(jī)輸出的 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS232 電平 ，即由 12V 轉(zhuǎn)換為 5V。 1602內(nèi)部集成有顯示芯片，可以識(shí)別英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字和日語(yǔ)。 0801 501 40901 001 101 201 3TXDS/L01 5080901 001 101 201 301 4R X DO F F ON12345678161514131211109D S W 1D I P S W _ 8SI10D011D112D213D314D43D54D65D76SO9C L K2QH7I N H15S H /L D1U674 LS 1 6 5 圖 頻率調(diào)整模塊電路圖 幅度調(diào)整模塊 采用將 DAC0832 的 RFB 引腳接一個(gè) 100k 的滑動(dòng)變阻器來(lái)改變 DAC0832的基準(zhǔn)電壓 Vref，由 DAC0832 的輸出電壓 Vo=(Vref/2^8)*N(N 為單片機(jī)送給DAC0832 的 8 位數(shù)字量 )知道，改變基準(zhǔn)電壓 Vref 就可以改變 DAC0832 的輸出電壓，從而達(dá)到波形幅度的改變。由于 DAC0832 存在的非線性，輸出信號(hào)的幅值存在一定的誤差。其電路圖 如下： 0406030201000507WRWRCSCSRF BRF BV RE FV RE FV RE F8G ND3V C C20CS1W R 12DI 34DI 25DI 16DI 07RF B9G ND10I O UT 111I O UT 212DI 713DI 614DI 515DI 416X F E R17W R 218I L E ( B Y 1 /B Y 2 )19U1DA C08 3 2321411U3L M 3 2 4100% 123R V 11 0 0 ko u tABCDU3( V + )U3( V ) 圖 DAC0832 及濾波放大電路 電路性能指標(biāo)分析 :用于調(diào)壓的 DAC0832 的參考電壓是 12V，所以，峰峰值可以調(diào)節(jié)到的最大值為 12V，由于運(yùn)放的電源均為 177。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。晶振電路解法 如 圖 所示 ，一端 接 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 13 在 XTAL1 引腳上，另一端 接在 XTAL2 引腳上 。 (3) 應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有特殊性。 ( si n 1 ) 255( 255 ) / 2tDi Y A ? ? ?? ? ? 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 12 3 硬件實(shí)現(xiàn)及模塊電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) STC89C52 是片內(nèi)有 ROM/EPROM 的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單﹑可靠。 WAVE6000 編譯軟件，采用中文界面。/256 ） …… ，如此計(jì)算下去，將這些 單極性方式下的數(shù)字量轉(zhuǎn)換 為 正弦值模擬量輸出。 第 1 點(diǎn)的角度為 0176。 由 ()式可知，當(dāng) DAC0832 在 0～ 255 之間變化時(shí)，輸出電壓可在 0V～5V+之間 變化，即輸出信號(hào)的峰峰值可由滑動(dòng)變阻器 RV2 控制。根據(jù)這樣我們可以利用單片機(jī)的并行口輸出的數(shù)字量，產(chǎn)生常用的波形。 圖 系統(tǒng)原理框圖 S T C 8 9 C 5 2 LCD1602 頻率幅度顯示模塊 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 LM324 波形放大及波形輸出模塊 幅 度 調(diào) 整 模 塊 電 源 供 電 模 塊 頻 率 調(diào) 整 模 塊 基于單片機(jī)的 波形發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 10 由圖 DAC0832 轉(zhuǎn)換部分電路圖 可知， 通過(guò)代入以下數(shù)據(jù)對(duì)波形輸出與頻率、幅值調(diào)節(jié)部分進(jìn)行具體的理論分析計(jì)算。該四放大器可以工作在低到 或者高到 32V 的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一 ， LM324 的引腳排列見(jiàn)圖 。例如，可直接操作的 LM324 系列，這是用來(lái)在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無(wú)需額外的 177。 放大模塊 方案一： 采用傳統(tǒng)的單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器，有些時(shí)候必須采用外部偏置元件才能達(dá)到放大的目的和要求。 基于單片機(jī)的 波形發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 8 （ 2） 芯片接口說(shuō)明 在電路原理圖設(shè)計(jì)時(shí)， DAC0832 的 D0D7 8 條數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的 P0 口相連接， DAC0832 的 CS 、 XFER 腳與 相連接、 WR1 、 WR2 與單片機(jī)的 WR相連接， IOUT1 與 LM324 的 2 腳相連接， 3 腳數(shù)字地、 10 腳模擬地分別與電源地相連接。C to +70176。 綜合以上二種方案，本系統(tǒng)選擇了方案二。 AD7543 是一種串行的 D/A 轉(zhuǎn)換器，與單片機(jī)之間的連線少，布線方便，而且又是 12 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器，精度高。 [5] 方案三： LCD1286 是圖形點(diǎn)陣 ,是顯示圖形和漢字 ， 當(dāng)然也是可以顯示字母和阿拉伯?dāng)?shù)字了程序的 編寫上 1602 復(fù)雜的多，由于本次設(shè)計(jì)只需顯示波形的頻率和幅度，不需要顯示波形圖，從電路的簡(jiǎn)單程度和成本的角度，綜合考慮不選擇。 方案二： 采用 LCD1602 液晶顯示， 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 ， 它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的 點(diǎn)陣 型液晶模塊它有若干個(gè) 57 或者511 等點(diǎn)陣字符位組成， 1602 采用并口傳輸，速度比 12864 快。 顯示模塊方案設(shè)計(jì) 方案一： 用傳統(tǒng)的 LED 七段數(shù)碼管位選的方式進(jìn)行波形頻率和幅度的顯示。 綜合以上二種方案，從誤差和操作的的簡(jiǎn)單程度考慮，選擇方案一。 [4] 綜合以上二種方案，從電路結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)性的角度考慮，選擇方案二。 從 電路結(jié)構(gòu)和成本角度及綜合性價(jià)比的考慮，確定選擇方案一。 在 此 系統(tǒng)中，采用單片機(jī)作為控制 器 比采用 FPGA 實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)便。 方案二： 用 FPGA 等可編程器件作為控制模塊。 子系統(tǒng)模塊方案設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 波形發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 5 該波形發(fā)生器有以下幾部分組成：（ 1）單片機(jī)控制模塊 ， （ 2）頻率調(diào)整模塊 ， （ 3）幅度調(diào)整模塊 ， （ 4）顯示模塊 ， （ 5） D/A 轉(zhuǎn)換模塊 ， （ 6）放大模塊 ，（ 7） RS232 串行通信電路及電源供電電路模塊七部分組成。系統(tǒng)擴(kuò)展、配置靈活。 可行性分析： 上面四種方案中，方案一 中 需要人為地搭建波形變換的電路。但這種波形發(fā)生器輸出頻率范圍窄，而且電路參數(shù)設(shè)定 較繁瑣，輸出的波形易受外界環(huán)境影響，不穩(wěn)定，對(duì)電路硬件要求很高，不易實(shí)現(xiàn)。 基于單片機(jī)的 波形發(fā)生器 的設(shè)計(jì) 4 2 波形發(fā)生器系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 總體設(shè)計(jì)方案的比較 波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案可用多種方案來(lái)完成。 (2) 技術(shù)指標(biāo) 1) 正弦波的頻率范圍：下限頻率為 1Hz，上限頻率為 1000Hz。 設(shè)計(jì)基本要求 本設(shè)計(jì)采用 89C52 及其外圍擴(kuò)展系統(tǒng)，軟件方面主要是應(yīng)用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序。 本次設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是學(xué)習(xí)和運(yùn)用單片機(jī)的 C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，通過(guò)現(xiàn)有專業(yè)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī) STC89C52 和 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 共同實(shí)現(xiàn)正弦波，方波，三角波，鋸齒波， 脈沖波 這五種常見(jiàn)波形的發(fā)生，并且可以接收外接撥碼鍵盤開(kāi)關(guān)量的輸入而在一定范圍內(nèi)改變波形的頻率和幅度。我們可以把產(chǎn)生各種波形的程序，寫在 ROM 中，裝入本機(jī)，按用戶的選擇，運(yùn)行不同的程序，產(chǎn)生不同的波形。 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 2 高頻、低頻和超低頻波形發(fā)生器，大多使用文氏橋振蕩電路，即 RC 振蕩電路，通過(guò)改變電容和電阻值，改變頻率。 高頻：幾百 KHZ 到幾 MHZ。美國(guó)安捷倫生產(chǎn)的33250A 型函數(shù) /任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生穩(wěn)定、精確和低失真的任意波形，其輸出頻率范圍為 1μHz～ 80MHz，而輸出幅度為 10mVpp～ 10Vpp；該公司生產(chǎn)的8648D 射頻波形發(fā)生器的頻率覆蓋范圍更可高達(dá) 9kHz～ 4GHz。能夠產(chǎn)生多種波形 ,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)波形發(fā)生器。 本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn) 波形 頻率 、 幅度實(shí)時(shí)可調(diào)，功能靈活，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本在百元內(nèi)，具有測(cè)量精度高，誤差小、功耗低，數(shù)據(jù)傳輸速度較快，可靠性高等特點(diǎn)，有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。 XXXXX學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于單片機(jī)的波形 發(fā)生器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 XXXXX 專業(yè)班級(jí) 電子科學(xué)與技術(shù) 1 班 學(xué) 號(hào) XXXXX 院 （系） 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 (職稱 ) XX（教授） XX（碩研（講師）） 完成時(shí)間 2022 年 5 月 15 日 基于單片機(jī)的 波形發(fā)生器 的設(shè)計(jì) I 摘 要 本文介紹了一種基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)STC89C52 控制 DAC0832 實(shí)現(xiàn)將 8 位數(shù)字量轉(zhuǎn)化成正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波五種波形的模擬量 的 輸出 。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是在 WAVE6000 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下采用匯編語(yǔ)言完成 的 ， 包括主程序、四 種波形產(chǎn)生子程序、按鍵功能子程序和顯示