基于單片機的波形發(fā)生器課程設(shè)計版-預(yù)覽頁
【正文】 蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路經(jīng)之一，不用依靠單片機。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會大大增加。 波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標準信號和用戶定義信號，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調(diào)節(jié)。HP8770A實際上也只能產(chǎn)生8 中波形，而且價格昂貴。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。目前可以利用可視化編程語言(如Visual Basic ,Visual C 等等)編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現(xiàn)波形的輸入。在民用方面，VXI模塊遠遠不如臺式儀器更為方便。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。 2 方案論證與比較依據(jù)應(yīng)用場合．需要實現(xiàn)的波形種類，波形發(fā)生器的具體指標要求會有所不同。各種波形共有的指標有：波形的頻率、幅度要求，頻率穩(wěn)定度，準確度等。實現(xiàn)的波形比較單一，主要為正弦波、方波和三角波。純硬件法中，正弦波的設(shè)計是基礎(chǔ)，實現(xiàn)方法也比較多，電路形式一般有LC、RC和石英晶體振蕩器三類。目前，實現(xiàn)波形發(fā)生器最簡單的方法是采用單片集成的函數(shù)信號發(fā)生器。 方案二波形發(fā)生器設(shè)計的純軟件法 波形發(fā)生器的設(shè)計還可以采用純軟件的方法來實現(xiàn)。實現(xiàn)任意波形發(fā)生器的功能。 方案三：既具有純硬件設(shè)計的快速、高性能，同時又具有軟件控制的靈活性、智能性。目前，實驗、科研和工業(yè)生產(chǎn)中使用的信號源大多采用此方法來實現(xiàn)。純軟件法主要適用于對波形精度、響應(yīng)速度要求不是很高的場合。3 硬件原理波形的產(chǎn)生是通過AT89S52單片機執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。第三種是兩個緩沖器直通，輸入數(shù)據(jù)直接送D/A轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換。5 兩個定時/計數(shù)器。它由運算器和控制器等部件組成。例如，能完成加、減、乘、除、加減BCD碼十進制調(diào)整、比較等算術(shù)運算，完成與、或、異或、求反、循環(huán)等邏操作，操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器。 指令寄存器用于存放指令代碼。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。各特殊功能寄存器的符號和地址見附表2。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類，一類與芯片的引腳有關(guān)，另一類作片內(nèi)功能的控制用。 P0P3口結(jié)構(gòu)P0口功能:P0口具有兩種功能：第一，P0口可以作為通用I/O接口使用，—。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，作為地址總線用于輸出片外存儲器的高8位地址。 時鐘部分電路圖在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器或陶瓷諧振蕩器，構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。狀態(tài)周期:振蕩頻率經(jīng)單片機內(nèi)的二分頻器分頻后提供給片內(nèi)CPU的時鐘周期。一個指令周期由14個機器周期組成，依據(jù)指令不同而不同.當MCS5l系列單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。當單片機已在運行當中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。51單片機在系統(tǒng)復(fù)位時，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，至于內(nèi)部RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。 主流程圖開 始讀取波形選擇開關(guān)狀態(tài)調(diào)波形發(fā)生子程初 始 化波形判別驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)碼結(jié) 束波形轉(zhuǎn)換否 主程序流程圖信號的產(chǎn)生:利用8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0808,可以將8位數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。 鋸齒波仿真圖 鋸齒波仿真鋸齒波產(chǎn)生是通過P0口將00H送入寄存器A中，DAC0832輸出A中的內(nèi)容，讀取P2口的狀態(tài)，取反后作為延時常數(shù)，當A中的內(nèi)容不為0FFH時，A中的內(nèi)容加1，當A中的內(nèi)容等于FFH返回開始，從而輸出波形。 delay(t)。 xianshiqi(t)。 } }} 三角波仿真圖 三角波仿真三角波產(chǎn)生是通過P0口將00H送入寄存器A中，DAC0832輸出A中的內(nèi)容，通過A中數(shù)值的加1遞升，同時延時，當A中的內(nèi)容為0FF時，A中的內(nèi)容減1遞減，從而循環(huán)產(chǎn)生三角波。 j=j+1。 if(j==256) { if(j!=0) { j=j1。 if(s5==0) { t=t+1。 } }} 方波仿真圖 方波的仿真方波產(chǎn)生是通過P0口將00H輸出給DAC0808，輸出對應(yīng)模擬量，然后讀取P2口的狀態(tài)，取反后作為延時常量，延時時間到，將FFH輸出時，同樣輸出對應(yīng)模擬量，再延時，從而得到方波。 delay(t)。 } }} 正弦波仿真圖 正弦的波仿真正弦波波形設(shè)計通過查表指令得出。 xianshiqi(t)。 } }}總結(jié)經(jīng)過將近三周的單片機課程設(shè)計，終于完成了我的數(shù)字溫度計的設(shè)計，基本達到設(shè)計要求，從心底里來說，還是很高興的，畢竟這次設(shè)計把實物都做了出來。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對單片機的結(jié)構(gòu)很熟悉。這就要求我們對硬件系統(tǒng)中各組件部分有充分透徹的理解和研究，并能對之靈活應(yīng)用。偶而還會遇到錯誤的資料現(xiàn)象，這就要求我們應(yīng)更加注重實踐環(huán)節(jié)。在本文錄入的過程中，得到了其他同學(xué)的幫助，在這里對他們也表示的感謝！ 參考文獻[1] [M].[2] [M].[3] [M].[4] 張毅剛, 彭喜圓, 譚曉昀, [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.[5] [M].高等教育出版社.[6] 張洪潤,[M].清華大學(xué)出版社.劉樂善, 歐陽星明, [M].[7]24
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