簡(jiǎn)易函數(shù)發(fā)生器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-13 01:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)主 程序 設(shè)計(jì)流程圖如圖 7。 圖 7 系統(tǒng)主程序 設(shè)計(jì)框圖 Y 查鍵號(hào)，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(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 6 子程序軟件設(shè)計(jì) 初始化 程序 設(shè)置 本設(shè)計(jì)方案設(shè)定 TMOD=0x11， T0 計(jì)數(shù) ,T1定時(shí)。使用的晶振 ，則機(jī)器周期約為 。 設(shè)定的初始化計(jì)數(shù)初值 THHL 為 （ 65536917） ，則中斷初始化定時(shí) 1ms。同時(shí)計(jì)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(jì)框圖 T1中斷允許，開定時(shí)器，開總中斷 T1置初值，設(shè)為 16位定時(shí) 模式 開始 返回 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 7 波形設(shè)計(jì)子程序設(shè)計(jì) 程序編寫時(shí)對(duì)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(yùn)算求得。預(yù)先設(shè)定 兩個(gè)點(diǎn)（ 0,80H）、（π /2,0FFH） ,設(shè)置 在 0 至π /2范圍內(nèi)有 64 個(gè)點(diǎn)， 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(dāng) n=1 時(shí)，求得 Y=83H。這樣即可得到 256 點(diǎn)對(duì)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(jì)框圖如圖 9 所示。 圖 9 波形設(shè)計(jì) 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(shí)、重裝初值、開定時(shí) 中斷開始 N Y 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 8 系統(tǒng)調(diào)試 結(jié)果 proteus 仿真結(jié)果 本設(shè)計(jì)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(cè)波形 。其中，對(duì)于 頻數(shù)的增減按鍵，由于計(jì)數(shù)器為 16 位定時(shí)器，最大值為 65535，在加減時(shí)用 917 作為 加（ 減 ） 數(shù)， 即信號(hào)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(shí)可根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)選擇加減數(shù)的大小。 本系統(tǒng) 低頻 函數(shù)發(fā)生器 指標(biāo) 仿真 測(cè)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(shí) 切換至正弦波， 為前后對(duì)比突出，截取改變時(shí)刻波形如圖 11： 圖 11 正弦波輸出波形 對(duì)比圖 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 9 3) P2^0 輸出方波信號(hào) ，其波形如圖 12所示： 圖 12方波信號(hào)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(shí)，其周期變長(zhǎng)，截取改變時(shí)刻波形圖如圖 13所示： 圖 13 頻率減小正弦波前后波形對(duì)比 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 10 實(shí)物示波器測(cè)量結(jié)果 1) Key3 按下時(shí)切換至正弦波， 截取改變時(shí)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， 。可以看出，增加頻率后 周期變 短，從波形上看則是此時(shí)輸出三角波線條替換上一周期所對(duì)應(yīng)的波形， 突出對(duì)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(duì)比 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 11 總結(jié) 本次課設(shè)是 基于 AT89C52 單片機(jī) 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易 的低頻 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，并 利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 來實(shí)現(xiàn)波形 輸出，同時(shí) 通過 外部按鍵來改變 信號(hào)的頻率以及波型 的切 換。 硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，則利用之前制作的正常工作的單片機(jī)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(jìn)行調(diào)試，繼而通過示波器即可觀測(cè)、記錄波形。 按鍵部分設(shè)置 key1 是增加波形信號(hào)的頻率， key2 是減少波形信號(hào)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(dāng)頻率增加（減少）時(shí)，對(duì)應(yīng)示波器上在一個(gè)周期內(nèi)，可以直觀的觀測(cè)到改動(dòng)后波形替換上一周期的波形，時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)減小（增加）。 程序設(shè)計(jì)中對(duì)于正弦波及三角波信號(hào)的生成，采用的是“查表法”。當(dāng)然了，實(shí)際編程時(shí)則是直接在網(wǎng)上尋找到一般使用的正弦波（三角波） 16 進(jìn)制數(shù)據(jù)表。 至于按鍵開關(guān)控制信號(hào)頻率部分，則是通過改變中斷定時(shí)計(jì)數(shù)初值 （ 65536變化值 ） 來改變的。設(shè)定的初始化 計(jì)數(shù) 初值 THHL 為 65536917， T1 定時(shí)方式 1，1ms 中斷定時(shí)。 計(jì)數(shù) 變化值 為每按鍵一次變化 917。 總之， 此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)彌補(bǔ)了 自身 “鍵盤”、“ D/A”的不足， 學(xué)習(xí)了一種設(shè)計(jì)低頻信號(hào)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(shí)，課題中也并未要求制作實(shí)物。而實(shí)際上，本人則在實(shí)現(xiàn) proteus 仿真后也搭建了硬件電路 ，用示波器進(jìn)行了顯示、記錄，達(dá)到了預(yù)期的效果。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)》 12 參考文獻(xiàn) [1] 李庭貴 .基于 DAC0832和 AT89S52的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) [J]. 電子科技 . 2021(06) [2] 逯久鑫 ,彭旋 ,樊軍慶 .基于 5
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