基于51單片機的波形發(fā)生器的設(shè)計-展示頁
2025-07-07 00:17本頁面
【正文】 電路及器件介紹 80C51單片機圖3：8051引腳圖80C51單片機按功能劃分，由8個部件組成：微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM/EPROM）、四個I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方式[1]。輸出的波形也較穩(wěn)定，精度較高，通過濾波電路使得系統(tǒng)的抗干擾性增強，電路簡單，性價比高。波形的頻率步進(jìn)也可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)，具有線路簡單、可行性高、符合設(shè)計要求等優(yōu)點。此方案原理簡單，同時適合操作，實現(xiàn)起來也相對較容易。波形的產(chǎn)生方法是用AT89C51單片機執(zhí)行波形程序，向DAC0832轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而在DA轉(zhuǎn)換電路輸出端再通過運放電路轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的電壓波形。但是頻率受VCO可變頻率范圍上的影響，高低頻率比無法做到很高，還有其只能產(chǎn)生正弦波或方波，不能滿足產(chǎn)生三角波的要求。通過調(diào)整外部元件也可以實現(xiàn)輸出頻率的改變，但采用模擬元器件造成元件分散性太大，從而產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定性較差、抗干擾能力低、靈活性較差、而且精度低，不能實現(xiàn)任意波形轉(zhuǎn)換和波形運算輸出等方面自主控制功能。波形的合成：在波形的合成時，通過外部中斷高低電平的延時的時間來進(jìn)行解碼，在采樣的時，對正弦波，三角波，方波都只取了20個采樣點，因為采樣點越少，其頻率能夠達(dá)到的值就會越大，合成時就是對幅值點進(jìn)行一個疊加來輸出一組波形。另外在LED上顯示實時的頻率值和幅度值，產(chǎn)生的波形在示波器顯示。 方案的設(shè)計思路以AT89C51單片機作為系統(tǒng)的控制核心，其中P0口接DAC0832作為信號輸入同時進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，P1口用來接鍵盤，P2口接LED顯示器，由程序來控制P0口產(chǎn)生的波形，再由按鍵和按鍵次數(shù)控制波形的種類、頻率和幅值的大小，并且能夠通過按鍵來控制波形頻率值和幅度值。2 波形發(fā)生器系統(tǒng)設(shè)計方案設(shè)計并制作一個波形信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的波形，其中不使用DDS和一些專用的波形產(chǎn)生芯片。(5) 系統(tǒng)輸出波形幅度范圍0～5V。(3) 系統(tǒng)具有存儲波形功能。目 錄1 設(shè)計要求 1 題目要求及分析 1 示意圖 1 設(shè)計要求 12 波形發(fā)生器系統(tǒng)設(shè)計方案 2 方案的設(shè)計思路 2 設(shè)計框圖及系統(tǒng)介紹 2 選擇合適的設(shè)計方案 23 主要硬件電路及器件介紹 4 80C51單片機 4 DAC0832 5 數(shù)碼顯示管 64 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 8 硬件原理框圖 8 89C51系統(tǒng)設(shè)計 8 時鐘電路 9 復(fù)位電路 9 鍵盤接口電路 10 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 115 系統(tǒng)軟件設(shè)計 12 流程圖： 12 產(chǎn)生波形圖 12 正弦波 12 三角波 13 方波 146 結(jié)論 16主要參考文獻(xiàn) 171 設(shè)計要求(1) 系統(tǒng)具有產(chǎn)生正弦波、三角波、方波三種周期性波形的功能。(2) 用鍵盤控制上述三種波形（同周期）的生成，以及由基波和它的諧波（5次以下）線性組合的波形。(4) 系統(tǒng)輸出波形的頻率范圍為1Hz～1MHz，重復(fù)頻率可調(diào)，頻率步進(jìn)間隔≤100Hz，非正弦波的頻率按照10次諧波來計算。(6) 系統(tǒng)具有顯示輸出波形的類型、重復(fù)頻率和幅度的功能。并讓系統(tǒng)的頻率范圍在1Hz～1MHZ可調(diào)節(jié)，在頻率范圍在1HZ～10KHz時，步進(jìn)小于或等于10Hz，在頻率范圍在10KHz～1MHz時，步進(jìn)小于或等于100Hz，并且電壓在0～5V范圍，能夠?qū)崟r的顯示波形的類型、頻率和幅值。由運算放大器DAC0832來實現(xiàn)輸出電流到電壓的轉(zhuǎn)換，即實現(xiàn)數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。并且通過按鍵來決定波形數(shù)據(jù)的存儲方式，在按鍵按下后，就把當(dāng)時的波形所對應(yīng)的幅度值、頻率值等參數(shù)存儲下來。 設(shè)計框圖及系統(tǒng)介紹系統(tǒng)主要部分設(shè)計框圖如下圖所示： 圖2：框圖設(shè)計 選擇合適的設(shè)計方案方案一：采用模擬分立元件或單片
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