【正文】 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。此時ALE、PSEN、P0、PPP4 輸出高電平，RST 上輸入返回低電平以后，變退出復(fù)位狀態(tài)開始工作。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本設(shè)計中時鐘電路，我們選擇了12MHZ的晶振分別接引腳XTAL1 和XTAL2，電容C1，C2 均選擇為10pF，對振蕩器的頻率有穩(wěn)定作用，當(dāng)頻率較大時，正弦波、方波、三角波及鋸齒波中每一點的延時時間為幾微妙，故延時時間還要加上指令時間才能獲得較大的頻率波形。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益的反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩，并產(chǎn)生振動時鐘脈沖。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 時鐘電路單片機(jī)的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。系統(tǒng)的整體設(shè)計方案設(shè)計圖如圖22所示。(2)顯示電路的功能通過UA741集成運(yùn)算放大器取出DAC0832輸出的模擬量的電壓值，最后利用示波器輸出獲得的信號的波形。各模塊的主要功能如下：(1) D/A轉(zhuǎn)換電路的功能是把數(shù)字量變換成模擬量的線性電路。該波形發(fā)生器系統(tǒng)的原理圖如圖21所示。將所寫程序裝入單片機(jī)的程序存儲器中，在程序運(yùn)行中，當(dāng)接收到來自外界的命令，需要輸出某種波形時調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序和波形發(fā)生程序，經(jīng)電路的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器處理后，從信號發(fā)生器的輸出端口輸出。該波形發(fā)生器以AT89C51單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制核心，應(yīng)用其強(qiáng)大的接口功能，構(gòu)成整個波形發(fā)生控制的硬件系統(tǒng)。將三角波的一個周期（360度）分為256個點，相鄰點等差，生成數(shù)組。將方波的一個周期（360度）分為256個點，相鄰點等差，生成數(shù)組，反復(fù)輸出該數(shù)組數(shù)據(jù)到DAC0832,就可以在系統(tǒng)輸出端得到想要的方波。反復(fù)輸出前128個數(shù)據(jù)到DAC0832,就可以在系統(tǒng)輸出端得到想要的鋸齒波。 （2）鋸齒波：使用查表法。在本設(shè)計中將一個周期（360度）分為256個點，然后計算出每個點電壓對應(yīng)的數(shù)字量，形成數(shù)組。當(dāng)需要時，只要按照順序進(jìn)行輸出即可。該系統(tǒng)應(yīng)滿足的功能要求為：(1)四種波形，方波、正弦波、鋸齒波、三角波；(2)通過按鍵實現(xiàn)四種波形的切換；(3)通過按鍵進(jìn)行頻率選擇；主要硬件設(shè)備：AT89C51單片機(jī)、DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、UA741運(yùn)算放大器、示波器、PC機(jī)一臺2. 整體方案設(shè)計課設(shè)需要各個波形的基本輸出，正弦波、鋸齒波、方波、三角波，這些波形的實現(xiàn)的具體步驟：（1）正弦波：使用查表法。經(jīng)測試該設(shè)計方案不僅在理論和實踐上都能滿足設(shè)計要求，而且具有很強(qiáng)的可行性，線路優(yōu)化，結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)越。本次設(shè)計的低頻信號發(fā)生器，以AT89C51 單片機(jī)為核心，通過撥碼開關(guān)輸入控制類型和頻率的的選擇，采用8位D/A 轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出相應(yīng)的波形，同時以數(shù)碼管實時顯示信號相關(guān)信息。信號發(fā)生器是一種經(jīng)常使用的設(shè)備，若按照傳統(tǒng)的設(shè)計方法，由純粹的物理器件構(gòu)成，存在許多弊端，如：體積較大、重量較沉、移動不方便、信號失真較大、波形形狀調(diào)節(jié)過于死板，無法滿足用戶對精度、便攜性、穩(wěn)定性等要求。能夠產(chǎn)生多種波形，如方波、鋸齒波、三角波、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：基于51單片機(jī)的波形發(fā)生器學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師： 信息與電氣工程學(xué)院二零一三年七月基于51單片機(jī)的波形發(fā)生器設(shè)計信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。在通信、廣播、電視系統(tǒng)，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，函數(shù)信號發(fā)生器在實驗室和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途。研究設(shè)計出一種具有頻率穩(wěn)定、準(zhǔn)確，波形質(zhì)量好，便攜性好等特點的波形發(fā)生器來滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)π盘栐吹囊?，具有較好的市場前景。我們采用C 語言進(jìn)行編程，可實現(xiàn)方波，三角波，鋸齒波和正弦波四種波形的產(chǎn)生，且波形的頻率可調(diào)。 1. 設(shè)計任務(wù)結(jié)合實際情況，基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計一個波形發(fā)生器系統(tǒng)。通過手動的方法計算出輸出各點的電壓值，然后在編寫程序時以數(shù)組的方式給出。這種方法比在軟件中計算速度快且曲線的形狀修改靈活。只要反復(fù)輸出這組數(shù)據(jù)到DAC0832,就可以在系統(tǒng)輸出端得到想要的正弦波。將三角波的一個周期（360度）分為128個點，相鄰點等差，生成數(shù)組。（3）方波：使用查表法。（4）三角波：使用查表法。反復(fù)輸出該數(shù)組數(shù)據(jù)到DAC0832,就可以在系統(tǒng)輸出端得到想要的三角波。通過C 語言對單片機(jī)編程即可產(chǎn)生相應(yīng)的正弦波，方波，三角波，鋸齒波等波形信號。并且可以通過數(shù)碼管顯示模塊實現(xiàn)可視化，通過撥碼開關(guān)進(jìn)行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號頻率的控制。圖21 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器系統(tǒng)原理圖本系統(tǒng)硬件主要D/A轉(zhuǎn)換電路、鍵盤接口電路、顯示電路等幾部分組成。單片機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號通過DAC0832 轉(zhuǎn)化成模擬信號，輸出相應(yīng)的電流值。(3)按鍵電路的功能是通過撥碼開關(guān)的不同狀態(tài)實現(xiàn)四中信號波形的切換及信號頻率的改變。系統(tǒng)的整體電路連接圖如圖23所示。在引腳XTAL1 和XTAL2 外接晶體振蕩器，構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。晶振通常選用6MHZ、12MHZ、24MHZ。單片機(jī)時鐘電路如圖31所示圖22 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計圖圖23 系統(tǒng)的整體電路連接圖 圖31 單片機(jī)時鐘電路 復(fù)位電路復(fù)位引腳RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。本設(shè)計選擇了按鍵復(fù)位如圖32, 在系統(tǒng)運(yùn)行時，按一下開關(guān)，就在RST 斷出現(xiàn)一段高電平，使圖32時鐘電路圖器件復(fù)位。圖32單片機(jī)復(fù)位電路本設(shè)計所用D/A轉(zhuǎn)換電路采用通用的DAC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,它是一種8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。其主要特性有：（1）電流穩(wěn)定時間1us；（2）可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；（3）單一電源供電（+5V～+15V）；（4）低功耗，200mW。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存；（5）XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；（6）WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。（7）IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化；（8）IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；（9）Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；（10）Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；（11）VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為10V～+10V；（12）AGND：模擬信號地（13）DGND：數(shù)字信號地D