簡易函數(shù)發(fā)生器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-13 01:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)主 程序 設(shè)計流程圖如圖 7。 圖 7 系統(tǒng)主程序 設(shè)計框圖 Y 查鍵號，按鍵值執(zhí)行功能 有鍵按下？ N 頻率加 頻率 減 波型 切換 開始 輸出 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 6 子程序軟件設(shè)計 初始化 程序 設(shè)置 本設(shè)計方案設(shè)定 TMOD=0x11， T0 計數(shù) ,T1定時。使用的晶振 ，則機器周期約為 。 設(shè)定的初始化計數(shù)初值 THHL 為 （ 65536917） ，則中斷初始化定時 1ms。同時計數(shù)變化值也為每按鍵一次變化 917。 初始化設(shè)置框圖如圖8所示： 圖 8 初始化子程序設(shè)計框圖 T1中斷允許，開定時器，開總中斷 T1置初值，設(shè)為 16位定時 模式 開始 返回 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 7 波形設(shè)計子程序設(shè)計 程序編寫時對于正弦波及三角波使用 的是“查數(shù)據(jù)表法”，其具體數(shù)據(jù)可通過線性運算求得。預(yù)先設(shè)定 兩個點（ 0,80H）、（π /2,0FFH） ,設(shè)置 在 0 至π /2范圍內(nèi)有 64 個點， 則 可以求得正弦波的函數(shù)方程為 Y=127sin（ 90n/64） +128，(n=1,2,3,? .256)， 如當 n=1 時，求得 Y=83H。這樣即可得到 256 點對應(yīng)波形。此外，方波由 P2^0 輸出， key3 按鍵控制 切換 正弦波、三角波輸出。 波形程序設(shè)計框圖如圖 9 所示。 圖 9 波形設(shè)計 輸出 子程序框圖 波形切換 =1？ 開中斷、中斷返回 查表 數(shù)據(jù) 指針加 1 正弦波輸出 方波輸出 三角波 輸出 關(guān)中斷、關(guān)定時、重裝初值、開定時 中斷開始 N Y 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 8 系統(tǒng)調(diào)試 結(jié)果 proteus 仿真結(jié)果 本設(shè)計基于 proteus 開發(fā)環(huán)境， 繪制 原理電路 、加載程序后，直接 采用虛擬示波器觀測波形 。其中，對于 頻數(shù)的增減按鍵，由于計數(shù)器為 16 位定時器，最大值為 65535，在加減時用 917 作為 加（ 減 ） 數(shù)， 即信號間隔變化 1ms， 這樣頻率的調(diào)整變化較快些，但是在接近最高頻率變化太快 。因此， 調(diào)試時可根據(jù)應(yīng)用特點選擇加減數(shù)的大小。 本系統(tǒng) 低頻 函數(shù)發(fā)生器 指標 仿真 測試如下： 1) 初始設(shè)置為三角波輸出，其波形如圖 10所示： 圖 10 三角波輸出 波形 2) Key3 按下時 切換至正弦波， 為前后對比突出，截取改變時刻波形如圖 11： 圖 11 正弦波輸出波形 對比圖 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 9 3) P2^0 輸出方波信號 ，其波形如圖 12所示： 圖 12方波信號波形 4) key1 頻率增加鍵， key2 是頻率減小鍵。以正弦波為例，增大頻率時，其周期變長，截取改變時刻波形圖如圖 13所示： 圖 13 頻率減小正弦波前后波形對比 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 10 實物示波器測量結(jié)果 1) Key3 按下時切換至正弦波， 截取改變時刻波形如圖 14： 圖 14三角波切換至正弦波 2) Key1 鍵是頻率增加鍵， Key2 鍵是頻率減小鍵。以 三角波 為例， ?？梢钥闯?，增加頻率后 周期變 短，從波形上看則是此時輸出三角波線條替換上一周期所對應(yīng)的波形， 突出對比前后變化波形如圖 15所示： 圖 15 增加頻率三角波前后波形對比 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 11 總結(jié) 本次課設(shè)是 基于 AT89C52 單片機 設(shè)計一個簡易 的低頻 函數(shù)信號發(fā)生器，并 利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 來實現(xiàn)波形 輸出，同時 通過 外部按鍵來改變 信號的頻率以及波型 的切 換。 硬件電路設(shè)計時，則利用之前制作的正常工作的單片機開發(fā)板，并在面包板上搭建 DAC0832 芯片及電路連接， 調(diào)整好 電路板，接好每一根導(dǎo)線，進行調(diào)試，繼而通過示波器即可觀測、記錄波形。 按鍵部分設(shè)置 key1 是增加波形信號的頻率， key2 是減少波形信號的頻率， key3 是三角波以及正弦波的 切換按鍵 。 以頻率變化為例，當頻率增加（減少）時，對應(yīng)示波器上在一個周期內(nèi)，可以直觀的觀測到改動后波形替換上一周期的波形，時間間隔對應(yīng)減小（增加）。 程序設(shè)計中對于正弦波及三角波信號的生成，采用的是“查表法”。當然了，實際編程時則是直接在網(wǎng)上尋找到一般使用的正弦波（三角波） 16 進制數(shù)據(jù)表。 至于按鍵開關(guān)控制信號頻率部分，則是通過改變中斷定時計數(shù)初值 （ 65536變化值 ） 來改變的。設(shè)定的初始化 計數(shù) 初值 THHL 為 65536917， T1 定時方式 1，1ms 中斷定時。 計數(shù) 變化值 為每按鍵一次變化 917。 總之， 此次單片機課程設(shè)計彌補了 自身 “鍵盤”、“ D/A”的不足， 學習了一種設(shè)計低頻信號發(fā)生器的方法， 更加深刻的理解了其原理及使用方法，收貨頗豐。同時，課題中也并未要求制作實物。而實際上，本人則在實現(xiàn) proteus 仿真后也搭建了硬件電路 ，用示波器進行了顯示、記錄，達到了預(yù)期的效果。 單片機課程設(shè)計《函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計》 12 參考文獻 [1] 李庭貴 .基于 DAC0832和 AT89S52的信號發(fā)生器設(shè)計 [J]. 電子科技 . 2021(06) [2] 逯久鑫 ,彭旋 ,樊軍慶 .基于 5
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