【正文】 號的 輸出。如果有信號輸出，則在寫控制端產(chǎn)生一個寫信號，并將所要輸出 的信號輸出，并在數(shù)碼管上顯示出來。其基本原理是 將輸入的每一位二進制代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，所得的總模擬量就與數(shù)字量成正比，這樣便實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。 由于單片機產(chǎn)生的是數(shù)字信號，要想得到所需要的波形， 就要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，所以該文選用價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易并具有 8 位分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832。但實際上， DAC0832 輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對分辨率為單位增減，是準模擬量的輸出。 如 圖 5所示 。它 結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步 【 5】 。 復(fù)位電路 復(fù)位電路的作用 是 在上電或復(fù)位過程中，控制 CPU 的復(fù)位狀態(tài) 。無論用戶使用哪種類型的單片機 ,總要涉及到單片機復(fù)位電路的設(shè)計。許多用戶在設(shè)計完單片機系統(tǒng) ,并在實驗室調(diào)試成功后 ,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了 “ 死機 ” 、 “ 程序走飛 ” 等現(xiàn)象 ,這主要是單片機的復(fù) 位電路設(shè)計不可靠引起的。 8 圖 6 晶振電路 圖 7 復(fù)位電路 3 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計原理 函數(shù)波形發(fā)生器的軟件設(shè)計是基于 Keil C和 Proteus軟件聯(lián)合調(diào)試實現(xiàn)的。 軟件工具簡介 Proteus 簡介 英國 Labcenter 公司推出的 Proteus 軟件是一款極好的單片機應(yīng)用開發(fā)平臺，它以其特有的 虛擬仿真技術(shù)很好地解決了單片機及其外圍電路的設(shè)計和協(xié)同仿真問題 ， 可以在沒有單片機實際硬件的條件下，利用 PC以虛擬仿真方式實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的軟、硬件同步仿真調(diào)試，使單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計變得簡單容易。 Proteus 軟件已有 20多年的歷史，在國外應(yīng)用較為普遍，尤其在教育界的口碑極佳。在單片機教學(xué)中采用 Proteus 軟件，使單片機的學(xué)習(xí)過程變得直觀形象，可以直接在基于原理圖的虛擬模型上進行編程，并實 現(xiàn)源碼級的程序仿真調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到程序運行后的輸出效果，配合各種虛擬儀表來展現(xiàn)整個單片機系統(tǒng)的運行過程，很好地解決了長期以來困擾單片機教學(xué)過程中軟件和硬件無法很好結(jié)合的難題。由于在 PC上修改原理電路圖要比在實驗箱上修改硬件電路容易得多，而且還可以根據(jù)設(shè)計要求采用不同元器件，或者修改元器件參數(shù)以獲得不同輸出結(jié)果，在成功進行虛擬仿真并獲得期望結(jié)果的條件下，再制作實際硬件進行在線 調(diào)試，可以獲得事半功倍的效果。 Proteus 組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。 Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我 們革命性的 VSM 技術(shù) ,用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。 其功能模塊： — 個易用而又功能強大的 ISIS 原理布圖工具； PROSPICE 混合模型 SPICE 仿真； ARES PCB 設(shè)計。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕， LEDs 甚至 LCD 顯示 CPU 模型 . Keil C 簡介 Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件， Keil 提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在 功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 C51 編譯器的功能不斷 增強 , 使你可以更加貼近 CPU 本身 ,及其它的衍生產(chǎn)品。uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。如圖 8所示。 Keil C 編譯行生成 .HEX 文件 Proteus仿真 電路 載入 編譯運行 示波器輸出 確定設(shè)計方案及功能 11 主程序的流程圖如圖 9 所示 ，在程序開始運行之后，首先是對單片機進行初始化，之后判斷按鍵值，如符合所需的按鍵 ，則重置時間常數(shù)，并通過顯示器顯示出來，不符則 返回。 圖 9 主程序流程圖 圖 10 為各波形子程序的流程圖。如果選擇的是正弦 波，則用查表的方法求出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過 D/A 轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號，形成所需波形信號。 圖 12為 方波占空比 調(diào)節(jié)子程序 流程圖 。 圖 13 軟件正弦波輸出 圖 14 硬件 正弦波輸出 （ 2）軟硬件輸出方波 對比 ，如圖 15，圖 16所示。 圖 17 軟件輸出 方波占空比增加 14 圖 18 硬件輸出方波占空比增加 （ 4）軟硬件輸出方波 占空比減少，如圖 19,圖 20所示。 圖 21 軟件輸出鋸齒波 圖 22 硬 件輸出鋸齒波 （ 6）軟硬件輸出三角波對比，如圖 23，圖 24 所示。在查閱資料和請教老師后才解決了 軟件安裝問題。再次，用 proteus 仿真時起初一些 元器件找不到，在查閱資料后才將電路圖連接出來。 硬件實現(xiàn)過程中遇到的主要問題是焊接問題。焊接過程中出現(xiàn)了虛焊和錯焊問題，導(dǎo)致輸不出波形。 軟硬件輸出結(jié)果由圖 13 至圖 24 對比分析可知：軟件輸出結(jié)果良好，硬件輸出結(jié)果有一定失真，由此可見理論與實踐是有差距的。 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計基本實現(xiàn)了設(shè)計要求，產(chǎn)生了設(shè)計需要的正弦波，方波，三角波，且各波形頻率幅度可調(diào)，并在此基礎(chǔ)上多增加一種波形 —— 鋸齒波，又增加一種功能 —— 方波占空比可調(diào) 和自制一個 9v電源 。 16 小結(jié) 回顧 此次 畢業(yè) 設(shè)計，我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在 一兩個月 的日子里， 可以說得是苦多于甜，但是學(xué)到很多的東西，同時不僅可以鞏固以前所學(xué)過的知識，而且 還 學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)過的知識。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，畢竟 是 第一次做 這么大的系統(tǒng) ，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂 一些元器件的使用方法，對 C語言 掌握得不 好等問題。同時，在 張 **老師那里我學(xué)到 了 很多實用的知識，在 此 我 表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示 衷心的感謝！ 17 參考文獻 [1] 童詩白 .模擬電路技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， ～ 202. [2] 程全 .基于 AT89C52實現(xiàn)的多種波形發(fā)生器的設(shè)計 [J].周口師范學(xué)院學(xué)報， (5)：57～ 58. [3] 杜華 .任意波形發(fā)生器及應(yīng)用 [J].國外電子測量技術(shù)， ： 38～ 40. [4] 李葉紫 . MCS51單片機應(yīng)用教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， ～ 238. [5] 張友德 .單片微型機原理、應(yīng)用與實踐 [M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， ～ 44. [6] 陳海宴 .51單片機 原理 及應(yīng)用 —— 基于 Keil C與 Proteus[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. 18 5 英文部分 Function waveform generator controlled by 51 MCU Computer and Information Engineering College Communications Engineering Wang*** 2020**** Directed by Zhang ** lecturer Abstract This paper introduces a function waveform generator controlled by 51 MCU , which can generate square wave, triangle wave, sine wave, sawtooth wave and so on. The generator can change the wave’s frequency and amplitude and select what kind of wave to output. The design used the method which bined the hardware and software to achive the design function. So, it has the advantages of simple circuit, pact structure and superior performance characteristics. Keywords MCU； DAC； Function waveform generator 19 附錄 附錄 1 源程序 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit s1=P1^0。 sbit s3=P1^2。 sbit s5=P1^4。 sbit s7=P1^6。 uint d1,d2。 uint n。 uchar code sintab[256]= //256 個采樣點取值輸出正弦波 { 0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96, 0x99,0x9c,0x9f,0xa