【導讀】本文實現(xiàn)了多功能波形發(fā)生器的設計。系統(tǒng)采用AT89C51單片機控制，DAC0832. 完成模數(shù)轉換，鍵盤控制波形的頻率、幅度。發(fā)生器產(chǎn)生三角波、方波、正弦波。產(chǎn)生合成波形只需修改源程序，不需改裝電路。DAC0832轉換成模擬信號，接入示波器就可以清晰的顯示出系統(tǒng)產(chǎn)生的波形。統(tǒng)由仿真軟件產(chǎn)生波形，具有線路簡單、結構緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等特點。

　　

【正文】 8, 149, 151, 153, 154, 156, 157, 159, 160, 162, 163, 165, 166, 168, 169, 171, 172, 174, 175, 177, 178, 180, 181, 182, 184, 185, 187, 188, 189, 191, 192, 194, 195, 196, 198, 199, 200, 201, 203, 204, 205, 206, 208, 209, 210, 211, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 237, 238, 239, 240, 240, 241, 242, 243, 243, 244, 245, 245, 246, 246, 247, 247, 248, 248, 249, 249, 250, 250, 251, 251, 251, 252, 252, 253, 253, 253, 253, 254, 254, 254, 254, 254, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 }。 endif 29 第 4章 系統(tǒng)調試與結果 系統(tǒng)模擬 調試 選中單片機 AT89C51，左鍵點擊 AT89C51，在出現(xiàn)的對話框里點擊 Program File 按鈕，找到剛才編譯得到的 HEX 文件，然后點擊“ OK”按鈕就可以模擬 了。點擊模擬調試按鈕的運行按鈕 ，進人調試狀態(tài)。點擊按鍵 “切換波形” ， 在示波器上可以顯示正弦波、方波和三角波；點擊按鍵“頻率升高”會看到波形的頻率變大；點擊按鍵“頻率降低”波形的頻率也相應減小 。 在觀察波形過程之中 可能會發(fā)現(xiàn)波形失真，這時 可以調節(jié)示波器的幅度、頻率、通道等功能，使波形清晰效果最好。 仿真 結果 波形 的產(chǎn)生是通過 AT89C51 執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向 D/A 轉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 轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形，再通過放大器放大即可得到相應的波形。 得到的波形通 過調節(jié)示波器得到如下六種波形： 按下“波形切換”按鍵，先得到正弦波 ，如圖 41 所示： 圖 41 正弦波， T=40ms 30 該 波形幅值為 5V，周期為 40ms。 通過按鍵“頻率升高”改變波形的頻率可得到圖 42 幅值為 5V，周期為 80ms 的正弦 波形： 圖 42 正弦波， T=80ms 繼續(xù)按下“波形切換”按鍵，切換波形，可得到圖 43 所示的方波，該波形幅值為 5V，周期為 32ms。 通過按鍵“頻率減低”改變波形的頻率可得到圖 44所示 幅值為 5V，周期為 20ms 的方波輸出波形。 圖 43 方波， T=32ms 31 圖 44 方波， T=20ms 按下“波形切換”按鍵，切換波形，可得到圖 45 所示的 三角 波，該波形幅值為 5V，周期為 40ms。 通過按鍵“頻率升高”改變波形的頻率可得到圖 46 所示幅值為 5V，周期為 120ms 的三角波輸出波形。 圖 45 三角波， T=40ms 32 圖 46 三角波， T=120ms 33 結論 經(jīng)過長時間的研究，終于完成了預定的設計任務。完成了仿真的測試，輸出波形穩(wěn)定?？奢敵霾竭M為 10Hz，頻率范圍 1KHz～ 10MHz 的 正弦波 、三角波、方波。 本設計成果 及收獲 如下 : ? 具有產(chǎn)生正弦波、方波、三角波三種周期性波形的功能。 ? 輸出波形的頻率范圍為 100HZ~1KHZ，頻率可調，頻率步進間隔為 100HZ。 ? 波形輸出電壓為 5V 峰峰值，且幅值可調。 ? 完成了 波形發(fā)生器單片機控制系統(tǒng)的軟件設計。 ? 掌握了電子系統(tǒng)設計的流程，熟悉了各種硬件電路以及軟件編程方法 。 ? 掌握了仿真軟件 由于本設計還涉及到功放以及 軟件編程等眾多知識領域及本人在相關領域知識的缺乏，所以， 出現(xiàn)幅值不穩(wěn)定，輸出波形失真。使用運算放大器將頻率放大到需要的幅值并穩(wěn)定，后續(xù)工作就是進一步采取穩(wěn)幅措施，使波形穩(wěn)定可靠，失真小。調節(jié) 示波器就可以改變信號頻率，調節(jié)電位器可改變信號幅值 。 但是，通過 實驗證明了本設計的設計思想和設計方法是切實可行的。尤其是采用軟件編程與仿真結合 的設計方法 ， 具有線路簡單、結構緊湊、價格低廉、性能優(yōu)越等特點。 這 無疑是本設計的一大特點，值得進一步探索和研究。 34 致謝 通過這次設計，自己在很多方面都有很大的收獲，使我學會了怎么把各科知識綜合應用，養(yǎng)成了對問題細致思考的習慣，同時對所學的知識也有了更深一步的鞏固和升華。在系統(tǒng)的設計過程中體會到知識要學以致用的深刻道理，也加深了對單片機和一些基本電路知識 的了解。在這次設計過程中，由于先前對知識的掌握程度不夠全面，遇到了諸多的問 題和疑點，不過在導 師和同學的幫助下，通過自己的努力成功解決了問題。 在此特別感謝 導 師的細心指導和幫助，在設計過程中為我提供了有力的指導和幫助。他對本設計的思路和許多地方給予了我深入的指導，使得設計和論文得以順利完成。同時也感謝我的同學在這次設計中給予我的建議和幫助，在論文撰寫過程中，提供了許多寶貴的思路和建議及相關文獻資料。 真誠向各位老師致敬 ,非常感謝各位老師四年以來對我的精心培養(yǎng)和幫助 ,讓我在學校不僅學到文化知識也讓我深刻理解學習 的重要性。 再次對所有支持和幫助過我的老師和同學們表示誠摯的謝意！ 35 參考文獻 [1] 華中科技大學電子技術課程組編，康華光主編，陳大欽，張林副主編 . 電子技術基礎模擬部分 . 第 5 版 . 北京：高等教育出版社 .， 2020 [2] 清華大學電子學教研組編，閻石主編 . 數(shù)字電子技術基礎 . 第 4 版 . 北京：高等教育出版社， 1998 [3] 王松武，趙旦峰，于蕾，王揚編，刁鳴主審 . 常用電路模塊分析與設計指導 . 北京：清華大學出版社， 2020 [4] 傅恩錫主編，楊四秧副編 . 電路分析簡明教程 . 北京：高等教育出版社， 2020 [5] 王寶祥主編 . 信號與系統(tǒng) . 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2020 [6] 林志琦，蔣惠萍編著 . 信號發(fā)生電路原理與實用設計 . 北京： 人民郵電出版社 , 2020 [7] Baskakov , S. I. Signals and circuits . mir publishiers, 1986 [8] Levan, N. Systems and signals . New York ::Optimization Software, Inc., c1983 [9] Marven, Craig.,Ewers, Gillian. Build your own lowcost signal generator. New York :: TAB, c1994. [10] 周潤景，郝曉霞編著 . Multisim amp。 LabVIEW 虛擬儀器設計技術 . 北京 : 北京航空航天大學出版社 , 2020 [11] 劉守義 主編 《單片機》應用技術 西安電子科技大學出版 [12] 沈任元 吳勇 編著 《常用電子元器件簡明手冊》 機械工程出版社 [13] 李朝青 主編 《單片機原理及接口技術》 北京航空航天大學出版社 [14] 黃正瑾 主編 《電子設計競賽賽題解析》 東南大學出版社 [15] 劉樂善等編著 《微型計算機接口技術及應用》 華中科技大學出版社 36 附錄 1 系統(tǒng)電路原理圖 38373635343332212223242526272810111213141516391786574321EA31ALE30PSEN29XTAL119XTAL218RST9U1AT89C5112Y1XTAL20uFC1Cap20uFC2Cap1KR2Res3123456781615141312111091KR1Res Pack4S1SWPB220pFC3Cap Pol1VCCVCCD0D1D2D4D5D6D3D7S2SWPBS3SWPBS4SWPBADD 3U5Component_2CS VCC20ILE(BY1/BY2)19WR218XFER17DI416DI515DI614DI713IOUT212IOUT111CS1WR2GND3DI34DI25DI16DI07VREF8RFB9GND10U2DAC0832D0D1D2D3D4D5D6D7CSVCCVCC+OPAMPU3OPAMPHeader 1U4Header 1 37 附錄 2 系統(tǒng)仿真原理圖 D4D5D6D7D3D2D1D0D0D1D2D3D4D5D6D7cscsD0D1D2D3D4D5D6D7P 1 0P 1 1X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1+ 5 VV 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 )19U2DA C08 3 2234567891+ 5 vABCDU4O P A M PU4( O P )U5A ND _ 3頻率升高頻率降低切換波形