2022年基于DAC0832单片机的波形信号发生器的设计.docx
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1、精品学习资源摘 要信号发生器是一种常用地信号源,广泛地应用于电子电路、自动掌握系统和教案试验等领域 .目前使用地信号发生器大部分是函数信号发生器,且特殊波形发生器地价格昂贵 .本设计使用 AT89C51 单片机和 DAC0832,可产生三角波、方波、正弦波,波形地频率可用程序掌握转变.在单片机上加外围器件距阵式键盘,通 过键盘掌握波形频率地增减以及波形地挑选,并用了LCD 显示频率大小 .在单片机地输出端口接 DAC0832 进行 D/A 转换,再通过运放进行波形调整, 最终输出波形接在示波器上显示.本设计具有线路简洁、结构紧凑、价格低 廉、性能优越等优点 .关键词:信号发生器;单片机;DAC
2、0832欢迎下载精品学习资源AbstractSignal-generator is a kind of signal source in common use, broadly applied at the electronics electric circuit, auto control system and teaching experiment etc. Currently used mostly signal generator is function generator, a special waveform generator is very expensive .Thisdes
3、ign isusage ofthe AT89s51 single-chipmicrocomputer and DAC0832, which can generate triangle wave, square wave, sine wave, the period ofwave can be controlled by procedure, at outer circlespare part ofthe microcomputer, plus independence type keyboard , which can control wave s frequencyincrease or d
4、ecreaseand the choice of wave-form, at the same time LED display frequency size. The output of the microcompute connect DAC0832to carry on a DA conversion, again pass operation amplifier to put an end exportation wave-form. This design has advantage of simple circuit, tightly packed structure, cheap
5、 price, superior function etc.Keywords: signal generator; MCU ; DAC083欢迎下载精品学习资源目 录摘 要 .Abstract.I.绪 论 .-.0. - 1.1 课题地争论背景和意义 .-.0 -1.2 国内外争论现状 .-.1. -1.3 设计要求 .-.2. -第 2 章 方案挑选 .-.3. -2.1 方案挑选 .-.3. -2.2 主控模块地挑选 .-.3. -2.3 本章小结 .-.4. -第 3 章 硬件电路地设计 .-.4 -3.1 系统地总体设计方案 .-.4 -3.2 单元电路地设计 .-.5. -3.2.1
6、 采样模块及原理 .-.5 -3.2.2 按键电路 .-.6. -3.2.3 显示电路 .-.9. -3.2.4 D/A 电路 .-.10 -3.2.5 流压转换电路 .-.10 -3.2.6 单片机与 DAC0832 地连接 .-. 11 -3.3 本章小结 .-.1. 2 -第 4 章 软件设计 .-.1. 3 -4.1 软件地总体设计 .-.1. 3 -4.2 频率转变与波形输出流程图 .-.14 -4.3 频率程序设计 .-.1. 5 -4.4 键盘扫描程序与处理程序 .-.16 -4.5 1602 显示程序 .-.1. 6 -4.6 本章小结 .-.1. 6 -第 5 章 系统调试
7、.-.1. 7 -结 论 .-.1.8 -致 谢 .-.1.9 -附录 1 译文 .-.2.0 -附录 2 英文参考资料 .-.2. 2 -附录 3 原理图 .-.2. 5 -附录 4 源程序 .-.2. 6 -欢迎下载精品学习资源绪 论1.1 课题地争论背景和意义信号发生器作为一种通用地信号源发生器仪器,早在 20 岁月电子设备刚显现时它就产生了 . 随着通讯和雷达技术地进展 40 岁月显现了主要用于测试各种接收机地标准信号发生器,使信号发生器从定性分析地产生信号仪器进展成定量分析地产生信号仪器. 同时仍显现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器地脉冲信号发生器 . 自 60 岁月以来信号发生
8、器有了快速地进展, 这个时期地波形发生器大多采纳模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路 构成,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种 简洁波形 . 自从 70岁月微处理器地显现以后,利用各种微处理器、模数转 换器和数模转多以软件为主,实质是采纳微处理器对DAC地程序掌握,就可以得到各种简洁地波形 . 极大促进了数字化技术在电子测量仪器中地应用, 使原有地模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替,从而扩充了仪器信号地掌握力,提高了信号地精确度、精度和变换速度.单片机在我国地应用历史不久,但进展很快.1980年应用软件只有100项. 到 1985 年猛增至 15000 项. 目前
9、我国地单片机应用主要在工业自动化与仪器外表掌握 . 与掌握有关地地仪器表因广泛采纳单片机,对单片机地应用产生重大地影响:1. 简化了外表面盘,用数字键盘代替了面板开关和旋钮,外表美关.2. 增强了外表地功能和敏捷性 .3. 使外表能对简洁地测量数据进行处理以及实现校正和自动诊断.4. 可用软件代替硬件,实现虚拟检测,这使单片机向智能化. 随着单片机技术地迅猛进展,信号发生器也相伴着它得到迅猛地进展.可以说,单片机技术地进展 , 为信号发生器供应了广大地空间.单片机地性价比高,具有体积小,耗电省,携带便利,使用环境要求, 以及敏捷, 通用性好等特点 . 尽管单片机仍存在速度不高,内存容量小,寻址
10、方式不多等特点,但随着,不断地技术改进和本身特点,因而得到快速进展.通过该设计课题地争论和制作使我对信号发生系统要有一个全面地明白、对信号地发生原理要懂得把握,以及低频信号发生器工作流程:波形地欢迎下载精品学习资源设定, D/A 转换,单片机( 51 单片机,显示电路,键盘掌握),显示和各模块地连接通信等各个部分地娴熟联接与调试,全面地明白常规芯片地使用方 法、把握了简洁信号发生器应用系统软硬件地设计方法,进一步锤炼了我在 信号处理方面地实际工作才能 .1.2 国内外争论现状胥绍禹在多波形信号发生器一文中设计地电路采纳了两块C MOS 数字集成电路 74C04(内含六个反相器)和 74C14(
11、内含六个带施密特电路地反相器) .由反相器 IC1 地a、b、c 三个并联、电阻 W1 R1、电容C1、C2、C3 构成振荡器产生三角波,振荡频率运算公式为f 11.7RC.可由开关掌握频率 .此三角波经施密特触发器 IC2a整形为方波,再经 IC2bf 并联输出(多个门电路并联以提高驱动才能),其电平兼容TTL.IC1d、IC1ef 构成两级线性放大器,用于将三角波整形为模拟正弦波.当波形挑选开关K3 将电阻 R2和二极管 D1 或D2 接入电路时,输出地方波被整流为正电 压或负电压加到三角波发生器地输入端,构成压控振荡器(VCO ),从而获得极性不同地锯齿波或脉冲波,脉冲宽度取决于电阻R2
12、 和积分电容地大小.杨潇,刘刚,翟玉文在多功能PWM 信号发生器设计中设计地多功能PWM 信号发生器以 MSP430F169单片机为核心,由时钟和复位、频率及波形设定、 LCM 显示器、 PWM 信号发生电路组成 MSP430F169单片机数模转换模块输出端 DAC1 输出直流电压可掌握 PWM 占空比; DAC0 输出交变电压可产生 SPWM信号,且基波频率和波形受单片机掌握.MSP430F169单片机小系统电路由 MSP430FI69、复位电路、低速时钟电路 32 768 Hz、高速时钟电路 8MHz 等元件构成 MSP430F169片内有 6O K 程序储备区、 2K 地数据储备区和多种
13、外围模块,并具有12位数模转换模块 DAC12 选用内部2 5 V参考电压源,输入 DAC12 地数字量从 0xO到0xFFF变化时,对应地输出电压量也就从 0到2.5 V 变化他地设计中使用 DAC1 通道掌握 PWM 占空比, DAC0 通道产生交变基波 .李辉,朱林生基于 FPGA地三相函数发生器设计设计地信号发生器是基于 DDS原理,频率掌握字 M 和相位掌握字 P分别掌握 DDS输出波形地频率和相位 .相位累加器是整个波形产生地核心,它有一个累加器和一个N位相位寄存器组成 .每来一个时钟脉冲,相位寄存器以步长M增加.相位寄存器地欢迎下载精品学习资源输出与相位掌握字相加,其结果作为波形
14、查找表地地址.波形查找表由 ROM构成,内部存有一个完整周期地波形地数字幅度信息,每个查找地地址对应 波形中 0360范畴地一个相位点 .查找表输入地地址信息映射达成波形幅度信号, 同时输出到数模转换器地输入段,DAC 输出地模拟信号经过程控滤波器,得到一个频谱纯洁地波形.徐仁贵,管运生,李学东在有用地多功能信号发生器用单片机制作信号发生器,除了单片机以外,包括有查表地址发生器、 ROM 、DAC 以及放大倒相等环节 .该结构地特点是应用可编程计数器设计了一个“查表地址发生器”, 其目地是使信号发生器只是在设定信号参数时瞬时占用微处理器, 其余时间微处理器都可以用来处理其它事务.在ROM 中储
15、存着所要产生信号 某种曲线 地离散值 .为了保证信号质量 , 应当使一个周期内所取离散值地点数足够多 特殊是在信号频率很低时.假设这一周期性函数为 FX, 在一个周期内所取点数为 N , 就存放在该数据表中地数据依次为:F0, F( 2/N), F( 2*2/N) F( N-1) *2 /N) .假如信号由对称地正负半波组成 如正弦波,就可以只储存正半波地离散值.假如需要产生多种波形地信号, 就不同信号地离散值可以分区(例如以256个单元为一个区)存放 .查表地址发生器由时钟、分频器和 N位二进制计数器( N8)组成 .它用来产生拜访 ROM 中某一数据表地周期性地址信号 .该信号为等于或大于
16、 8位地二进制数 .相邻两个查表地址信号地时间间隔打算了所产生信号地周期, 这一时间间隔由分频器地分频系数打算 .1.3 设计要求本设计地任务是通过AT89C52 单片机制作波形信号发生器该设计课题地争论和制作使我对信号发生系统要有一个全面地明白、对信号地发生原理要懂得把握,以及低频信号发生器工作流程:波形地设定,D/A 转换,单片机( 52 单片机,显示电路,键盘掌握),显示和各模块地连接通信等各个部分地娴熟联接与调试,全面地明白常规芯片地使用方法、把握了简洁信号发生器应用系统软硬件地设计方法.主要实现任务是利用单片机程序,产生数字式地正弦波、方波、三角波频率可调地信号.具体要求如下:1、能
17、产生正弦波、矩形波、三角波等波形;2、最大频率不低于 500Hz;欢迎下载精品学习资源3、幅度可调,峰峰值在 0-5V 之间变化;4、可以对频率、幅值、相移、波形进行动态、准时地掌握;5、扩展:可完成简洁地如加、减等代数运算.第 2 章 方案挑选2.1 方案挑选方案一:用分立元件组成地函数信号发生器通常是单函数信号发生器,且频率不高,工作不是很稳固,而且不易调试,虽然结构简洁,但是输出地信号频率线性度差,频率稳固度低,频率辨论低,频率变换时间比较长,相位地噪声大以及人机界面不友好等缺点 .方案二:利用专用直接数字合成DDS 芯片地函数信号发生器,能产生任意波形,但是成本较高,从成本上考虑,从成
18、本上考虑,不适合挑选这么 昂贵地芯片 .方案三:利用单片机 AT89C51 和常用地数模转换芯片 DAC038 结合, 通过按键输入单片机掌握不同波形地输出,其体积小,成本低,功率小,因此我挑选方案三 .2.2 主控模块地挑选方案一:用单片 AT89c51 作为系统地主控核心 .单片机具有体积小,使用 敏捷地,易于人机对话和良好地数据处理,有较强地指令寻址和运算功能等优点 . 且单片机功耗低,价格低廉地优点 .方案二:用 FPGA 等可编程器件作为掌握模块 .FPGA 可以实现各种复杂地逻 辑功能,密度高,速度快,稳固性好等很多有点.FPGA在掉电后会丢失数据上 电后须进行一次配置,因此FPG
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