單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-基于at89s52單片機(jī)的多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 報(bào)告 3 1 概述 系統(tǒng)功能概述 本文是基于 AT89S52 單片機(jī)的多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。通過(guò)變壓器將工頻電壓降低，經(jīng)整流、濾波之后，由集成穩(wěn)壓芯片 7812 和 7912 將電壓值穩(wěn)定在 +12V 和 12V，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍電路的穩(wěn)定供電。同時(shí)在 LED 數(shù)碼管內(nèi)顯示該頻率數(shù)值和所對(duì)應(yīng)的波形。輸出波形的周期可調(diào)，波形的頻率范圍為 100Hz～ 1kHz；頻率步進(jìn)間隔為 25Hz。該設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為控制核心，外圍采用模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換電路（ DAC0832）、運(yùn)放電路（ LM324）、按鍵和 LED 顯示燈電路等，可以產(chǎn)生方波、三角波和鋸齒波三種波形。 其中單片機(jī)通過(guò)軟件對(duì)鍵盤輸入的頻率數(shù)值進(jìn)行處理，處理結(jié)果送與 D/A 轉(zhuǎn)換部分實(shí)現(xiàn) 數(shù) /模轉(zhuǎn)換，輸出的電流再經(jīng)過(guò)電流 /電壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，進(jìn)而形成模擬電壓波形，最后經(jīng)過(guò)過(guò)載保護(hù)電路輸出。系統(tǒng)中所需的電源，由獨(dú)立的供電電路實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)基本上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求的功能。單片機(jī)送給數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 的數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部器件轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸 出，這是輸出的是數(shù)字信號(hào)，需要通過(guò)運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，通過(guò)兩級(jí)運(yùn)放轉(zhuǎn)化，得到雙極性的信號(hào)。 LED 數(shù)碼管具有顯示輸出波形的類型和頻率的功能。 設(shè)計(jì)原理 數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)數(shù) /模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，因此可通過(guò)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的方法來(lái)獲得所需要的波形。 設(shè)計(jì)思想 （ 1）利用單片機(jī)產(chǎn)生方波、正弦波、三角波和鋸齒波等信號(hào)波形，信號(hào)的頻率和幅度可變。 （ 4）頻率的調(diào)整 通過(guò)程序進(jìn)行。其中“ ”鍵代表方波輸出，“ ”鍵代表三角波輸出，“ ”鍵代表鋸齒波輸出，“ ” 鍵進(jìn)行頻率調(diào)整?？梢詫?shí)現(xiàn)方波、三角波和鋸齒波三種波形的連續(xù)輸出，并能夠通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)不同波形之間的相互切換；波形的頻率可通過(guò)按鍵按 25Hz 的步進(jìn)間隔進(jìn)行調(diào)整，并能通過(guò) LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)波形類型和頻率的顯示。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。按鍵可以隨時(shí)使電路復(fù)位，當(dāng)鍵按下時(shí) 1K 的 R1 和 10K 的 R2 串聯(lián)分壓使 RST 為高電平，即復(fù)位。 本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部方式的外部時(shí)鐘接法 。 LED 的驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，使用方便，具有耗電少、成本低廉、配置簡(jiǎn)單靈活、安裝方便、耐振動(dòng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是占用硬件資源較多，每個(gè) LED 數(shù)碼管需要獨(dú)占 8條輸出線。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān) , 由于掃描速度極快，顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動(dòng)相同。因此，在本次設(shè)計(jì)中我們將數(shù)碼管各段加上拉電阻后接單片機(jī) P0 口。此芯片與微處理器完全兼容，可以完全相互代換，并且價(jià)格低廉，接口簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換控制容易，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)位接單片機(jī)的 P2 口。 圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路原理圖 運(yùn)放電路 本設(shè)計(jì)中使用 LM324 芯片構(gòu)成運(yùn)放電路，實(shí)現(xiàn)對(duì) DAC0832 輸出的小信號(hào)的放大，并進(jìn)行電流 /電壓的轉(zhuǎn)換。 ： 3V32V。 。 圖 LM324 運(yùn)放電路原理圖 按鍵電路 本設(shè)計(jì)中的按鍵電路由四個(gè)獨(dú)立按鍵構(gòu)成，分別與單片機(jī)的 ～ 管腳相連接，并經(jīng)過(guò) 74LS00（實(shí)現(xiàn)四輸入與門的功能）與單片機(jī)的 管腳（外部中斷 0）想接，利用中斷和掃描的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)波形的切換和信號(hào)頻率的調(diào)整。系統(tǒng)中所需要的 +5V 電壓，均通過(guò)USB 直接供電。此程序輸入的 VREF 的電壓是＋ 5V，因此對(duì)于相同的中斷間隔，該波形輸出的最大周期是初值為 0和最終值為 256，且步數(shù)為 1，這樣輸出的波形是最大的。按下一個(gè)開關(guān)通過(guò) 為 0 則輸出方波， 為 0輸出三角波， 為 0輸出鋸齒波， 為 0 則頻率步進(jìn) 25Hz。 首先在 Proteus 的元件庫(kù)中找到所需的元件，按照硬件設(shè)計(jì)中的說(shuō)明把各部件連接起來(lái)組成一個(gè)數(shù)字式溫度計(jì)硬件系統(tǒng)。復(fù)位電路的電解電容為 10uF，與電容并聯(lián)的電阻為 1K，接地的電阻為 10K。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)請(qǐng)教老師和同學(xué)，上網(wǎng)或上圖書館查資料將這些問題解決。在編譯仿真時(shí)對(duì)軟件 Keiv 和 Proteus 認(rèn)識(shí)更多，發(fā)現(xiàn)了 Proteus 的很多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)它的不足之處，過(guò)于理想化，如果完全依賴，則硬件有可能無(wú)法工作。不過(guò)，這些問題最終都被解決。 sbit tri=P1^5。 bit flag。 uchar TIME0_H=0xff,TIME0_L=0xb1。 cs=0。 IT0=1。 TR0=1。 } void triwave()//三角波， 512 次間斷構(gòu)成一個(gè)周期 { if(!flag) { 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 19 P2=num。 } } if(flag) { P2=num。 } } } void serwave() //鋸齒波， 256 次間斷構(gòu)成一個(gè)周期 { P2=num++。i) 。 if(cho==0|cho==2) { temp=655363906/FREQ。 //三角波 N=512； 6533610^6/(N*FREQ) TIME0_H=temp/256。 ge=FREQ%10。//最高位顯示 “A”，指示方波 } if(tri==0)//切換為三角波 { FREQ=100。 cho=2。 } //定時(shí)器中斷處理程序 void intwave() interrupt 1 { 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 21 switch(cho) { case 0:{TH0=TIME0_H。}//方波 case 1:{TH0=TIME0_H。}//三角波 case 2:{TH0=TIME0_H。}//鋸齒波 default: 。 delay()。 delay()。 delay()。 delay()。 } } 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 22 附 2: 系統(tǒng)原理圖
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