基于51單片機(jī)的波形發(fā)生器畢業(yè)論文設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-08 00:16本頁面
【正文】 信號(hào)的幅度、頻率，而數(shù)字不能顯示字符。方案三：LCD液晶顯示，LCD液晶顯示不但能顯示字符和數(shù)字，而且效果較好，且容易實(shí)現(xiàn)。方案二：采用矩陣鍵盤，它以較少得IO口實(shí)現(xiàn)了按鍵的功能，隨之其操作比較復(fù)雜。三、硬件電路本系統(tǒng)由單片機(jī)、波形轉(zhuǎn)換（D/A）電路、顯示接口電路、鍵盤電路、電源電路、串口電路等六部分組成。AT89C51外接12M晶振作為時(shí)鐘頻率，并采用電源復(fù)位設(shè)計(jì)。RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機(jī)開始工作。產(chǎn)生三角波程序思路：要產(chǎn)生峰值電壓為5V的三角波，一個(gè)周期需要定時(shí)510次，由此便可以計(jì)算出每次定時(shí)溢出的時(shí)間，再將每次定時(shí)的電壓加權(quán)便可以達(dá)到三角波的波形；產(chǎn)生正弦波程序思路：給正弦波的一個(gè)周期設(shè)定table表，由20個(gè)數(shù)據(jù)，相當(dāng)于每個(gè)周期定時(shí)255次，則每次定時(shí)溢出的時(shí)間便可計(jì)算出，每個(gè)點(diǎn)的電壓加權(quán)便可得到正弦波的電壓，即，形成正弦波。功能：驅(qū)動(dòng)LCD液晶顯示、掃描按鈕。當(dāng)某一按鍵按下時(shí)，掃描程序掃描到之后，通過P2口將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到LCD1602，LCD1602液晶專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，其外接電壓時(shí)5V。其與單片機(jī)連接如圖4所示：圖4顯示部分電路圖（D/A）電路功能：將波形樣值得編碼轉(zhuǎn)換成模擬值，完成波形的輸出。DAC0832是一個(gè)具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC。另一類芯片內(nèi)沒有數(shù)據(jù)寄存器，輸出信號(hào)隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)的變化而變化，因此不能直接與微型計(jì)算機(jī)接口，必須通過并行口與微型計(jì)算機(jī)接口。DAC0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓信號(hào)，電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換可以用運(yùn)算放大器LF356實(shí)現(xiàn)。先利用采樣定理對(duì)各種波形進(jìn)行抽樣，然后把各種采樣值進(jìn)行編碼，收到的數(shù)字量存入各個(gè)波形表，執(zhí)行程序時(shí)通過查表的方法依次取出，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出就可以得到波形。重復(fù)輸出N個(gè)點(diǎn)后，成為第二個(gè)周期。這樣就控制了輸出波形的及其幅值和頻率，例如：正弦波，取20個(gè)樣值點(diǎn)。這一點(diǎn)大家要從思想上面轉(zhuǎn)變過來。我們就以HC6800單片機(jī)上的紅外接頭為例來說明。當(dāng)我們按下遙控器的按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)出如圖2的一串二進(jìn)制代碼，我們稱它為一幀數(shù)據(jù)?？蓪⑺鼈兎譃?部分，分別為引導(dǎo)碼、地址碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。高位在后。當(dāng)接收到此碼時(shí)．表示一幀數(shù)據(jù)的開始。地址碼由8位二進(jìn)制組成，共256種．圖中地址碼重發(fā)了一次。不同的設(shè)備可以擁有不同的地址碼．因此。在同一個(gè)遙控器中．所有按鍵發(fā)出的地址碼都是相同的。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的各位求反，通過比較數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼．可判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。在同一個(gè)遙控器上．所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不相同。這種復(fù)位電路的工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位電路在剛接通電時(shí)，剛開始電容是沒有電的，電容內(nèi)的電阻很低，通電后，5V的電通過電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電會(huì)由0V慢慢的升到4V左右（），RC構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度大于兩個(gè)機(jī)器周期，89C51將復(fù)位。圖7復(fù)位電路圖8外部時(shí)鐘電路 LCD顯示部分電路為了節(jié)約成本，采用1602來作為顯示器，用獨(dú)立按鍵來控制不同的顯示，能完成基本的顯示功能。圖10電源電路圖八為用獨(dú)立按鍵來控制不同的輸出波形圖11獨(dú)立按鍵圖中通過MAX232進(jìn)行TTL電平和232電平轉(zhuǎn)換，從而單片機(jī)和上位機(jī)之間通信提供通道。TTL電平的邏輯1的電壓范圍是++5V，邏輯0的電壓范圍是0到+；232電平的邏輯1的電壓范圍是15V到5V,邏輯0的電壓范圍是+5V到+15V。四、軟件設(shè)計(jì)主程序和子程序都存放在AT89C51單片機(jī)中。子程序的功能有：延時(shí)子程序、中斷程序、顯示子程序、按鍵子程序，按鍵子程序中有任意頻率的設(shè)置的數(shù)字鍵（0~9）及確定鍵、幅值和頻率的加和減鍵、幅值頻率的轉(zhuǎn)換鍵、波形的轉(zhuǎn)換鍵等共15個(gè)鍵。圖13程序流程圖 LCD顯示流程圖圖14 LCD顯示框圖五、系統(tǒng)仿真通過Proteus軟件和電路原理圖繪制出如下仿真電路圖，對(duì)程序和電路功能進(jìn)行測(cè)試圖15 proteus仿真電路圖將編寫好的程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行仿真，通過反復(fù)測(cè)試，反復(fù)的修改函數(shù)的功能，使系統(tǒng)輸出如下波形：圖16正弦波圖17方波圖18三角波圖19正弦波、方波、三角波三種波形疊加后的波形六、硬件和軟件測(cè)試整個(gè)硬件調(diào)試過程基本順利，由于采用了分單元模塊制作，各個(gè)單元電路工作穩(wěn)定，給調(diào)試工作帶來很大的方便。雖然對(duì)于單片機(jī)的變成較熟悉，但是還存在一些問題，主要有以下問題：（1）在寫調(diào)幅值的程序時(shí)，按照自己的想法寫好，下載帶單片機(jī)中，發(fā)現(xiàn)，每按一次鍵，幅值一次性增大到5V或者一次性減為0V，經(jīng)過對(duì)程序的分析得知，當(dāng)按下鍵時(shí)，程序循環(huán)很多次，為次添加一條鍵按下時(shí)死循環(huán)的語句使每次按下鍵幅值加一次后的只保持住，從而解決了問題。（3）由于AT89C51本身性能的問題，而且硬件方面又沒有用倍頻電路，產(chǎn)生的三角波和方波的頻率沒有達(dá)到1MHz，只達(dá)到2KHz，但是方波達(dá)到了1MHz。（2）通過原理圖和PCB圖的繪制，學(xué)會(huì)了AltumDesigner軟件的使用，并且能用它完
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