2022年基于51单片机函数信号发生器方案设计书3.docx

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1、精品学习资源.通过液晶屏 1602 显示其各自的类型以及数值，系统大致包括信号发生部分、数/模转换部分以及液晶显示部分三部分，其中特别对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行具体论 述；关键词：单片机 AT89S52 、DAC0832 、液晶 1602Abstract: this system capitalize on AT89s52 ，it makes use of central processor to generate three kinds of waves, they are triangle wave, and use D/A conversion module, wave g

2、enerate module and liquid crystal display of 1602, it can have the 1Hz-3KHz profile. In this system it can controlwave form choosing, frequency, range,can have the sine wave, the square-wave, the triangular wave. Simultaneously may also take the frequency measurement frequency,and displays them thro

3、ughliquidcrystaldisplayof1602.thisdesign includesthree modules.Theyare D/A conversion module, wave generate module and liquidcrystal display ofLED module. In this design, the wave generator into wave form module and D/A conversion module are discussed in detail.key word: AT89S52, DAC0832, liquid cry

4、stal 1602.目录1. 系统设计1.1 设计要求1.2 方案设计与论证1.2.1 信号发生电路方案论证1.2.2 单片机的挑选论证1.2.3 显示方案论证1.2.4 键盘方案论证欢迎下载精品学习资源1.3 总体系统设计1.4 硬件实现及单元电路设计1.4.1 单片机最小系统的设计1.4.2 波形产生模块设计1.4.3 显示模块的设计1.4.4 键盘模块的设计1.5 软件设计流程1.6 源程序2. 输出波形的种类与频率的测试2.1 测试仪器及测试说明2.2 测试结果3. 设计心的及体会4. 附录4.1 参考文献4.2 附图1、 系统设计经过考虑，我们确定方案如下：利用 AT89S52 单片

5、机采纳程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过 D/A 转换器 DAC0832 将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来掌握三种波形的类型挑选、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值；1.1 、设计要求1、利用单片机采纳软件设计方法产生三种波形2）、三种波形可通过键盘挑选欢迎下载精品学习资源3） 、波形频率可调4） 、需显示波形的种类及其平率1.2 方案设计与论证1.2.1 信号发生电路方案论证方案一：通过单片机掌握D/A ，输出三种波形；此方案输出的波形不够稳固，抗干扰才能弱，不易调剂；但此方案电路简洁、成本低；方案二：使用传统的锁相频率合成方法

6、；通过芯片IC145152，压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳固性极好的正弦波，再利用过零比较器转换成方波，积分电路转换成三角波；此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现；方案三：利用 MAX038芯片组成的电路输出波形； MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生精确的三角波、方波和正弦波三种周期性波形；但此方 案成本高，程序复杂度高；以上三种方案综合考虑，挑选方案一；1.2.2 单片机的挑选论证方案一： AT89S52单片机是一种高性能 8 位单片微型运算机；它把构成运算机的中心处理器 CPU、储备器、寄存器、 I/O 接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的运算机、而且其价格廉价；

7、方案二： C8051F005单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与 8051 兼容的微掌握器内核，与 MCS-51指令集完全兼容；除了具有标准8052的数字外设部件，片内仍集成了数据采集和掌握系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，而且执行速度快；但其价格较贵以上两种方案综合考虑，挑选方案一1.2.3 显示方案论证欢迎下载精品学习资源方案一：采纳 LED数码管； LED数码管由 8 个发光二极管组成，每只数码管轮番显示各自的字符；由于人眼具有视觉暂留特性，当每只数码管显示的时 间间隔小于 1/16s 时人眼感觉不到闪动，看到的是每只数码管常亮；使用数码管显示编程较易，但要显示内容多

8、，而且数码管不能显示字母；方案二：采纳 LCD液晶显示器 1602；其功率小，成效明显，显示编程简洁掌握，可以显示字母；以上两种方案综合考虑，挑选方案二；1.2.4 键盘方案论证方案一：矩阵式键盘；矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处；当键盘上没有键闭合时，全部的行和列线都断开，行线都呈高电平；当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路；方案二：编码式键盘；编码式键盘的按键触点接于74LS148芯片；当键盘上没有闭合时，全部键都断开，当某一键闭合时，该键对应的编码由74LS148 输出；以上两种方案综合考虑，挑选方案一；1.3 总体系统设计该系统采纳单片机作为数据处理

9、及掌握核心，由单片机完成人机界面、系统掌握、信号的采集分析以及信号的处理和变换，采纳按键输入，利用液晶显示电路输出数字显示的方案；将设计任务分解为按键电路、液晶显示电路等模块；图（1）为系统的总体框图欢迎下载精品学习资源图（ 1） 总体方框图1.4 硬件实现及单元电路设计1.4.1 单片机最小系统的设计89C51 是片内有 ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简洁牢靠；用 80C51 单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可， 如图（ 2） 89C51 单片机最小系统所示；由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的掌握单元；其应用特点：(1)

10、有可供用户使用的大量I/O 口线；(2) 内部储备器容量有限；(3) 应用系统开发具有特别性；欢迎下载精品学习资源图（ 2） 89C51 单片机最小系统1.4.2 波形产生模块设计由单片机采纳编程方法产生三种波形、通过DA 转换模块 DAC0832 在进过滤波放大之后输出；其电路图如下：图（ 3）波形产生电路如上图所示，单片机的P0 口连接 DAC0832 的八位数据输入端， DAC0832 的输出端接放大器，经过放大后输出所要的波形；DAC0832 的为八位数据并行输入的，其结构图如下：欢迎下载精品学习资源图（ 4）DAC0832 的内部结构1.4.3 显示模块的设计通过液晶 1602 显示

11、输出的波形、频率，其电路图如下：图（ 5）液晶显示如上图所示， 1602 的八位数据端接单片机的P1 口，其三个使能端RS、RW、E 分别接单片机的 P3.2 P3.4；通过软件掌握液晶屏可以显示波形的种类以及波形的频率；1.4.4 键盘显示模块的设计欢迎下载精品学习资源本系统采纳独立键盘，其连接电路图如下：图（ 6）键盘图中键盘独立键盘引出的八跟线分别接单片机的P2 口，只用其第四列，因此在程序初始化时 P2.7 脚给低电平；如图开关3 用来切换输出波形、开关7 和 8 用来调剂频率的加减；当按开关7 时输出波形的频率增加，按开关8 时输出波形的频率减小；1.5 软件设计流程本系统采纳 AT

12、89S52 单片机，用编程的方法来产生三种波形，并通过编程来切换三种波形以及波形频率的转变；具体功能有：（ 1）各个波形的切换；（2）各种参数的设定；（3）频率增减等；软件调通后，通过编程器下载到AT89S52 芯片中，然后插到系统中即可独立完成全部的掌握；软件的流程图如下：欢迎下载精品学习资源图（ 7）程序流程图1.6 源程序#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit lcdrw=P33 ；sbit lcdrs=P32 ；sbit lcde=P34 ；sbit d=P27 ；sbit s1=P20 ；

13、sbit s2=P21 ；sbit s3=P22 ；sbit cs=P35；sbit wr=P36 ；uchar s1num,a,ys,j；uint fre ；uchar code tosin256= 0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5, 0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1, 0xe3,0xe5,0xe7,0x

14、e9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5, 0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,欢迎下载精品学习资源0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd, 0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1, 0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda, 0xd

15、8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc, 0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99, 0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0

16、x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0

17、x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80 ；/* 正弦波码 */void delayuint z/延时子程序uchar i,j ；fori=z ；i0 ； i-forj=110 ； j0 ；j- ；void delay1uint yuint

18、i ；fori=y ；i0 ；i- ；void write_comuchar com/1602 写指令lcdrs=0 ；P1=com；delay5 ；lcde=1 ；delay5 ；lcde=0 ；void write_datauchar date/1602 数据lcdrs=1 ；P1=date；delay5 ；lcde=1 ；欢迎下载精品学习资源delay5 ；lcde=0 ；void init/初始化lcdrw=0 ；lcde=0 ；wr=0 ；cs=0；write_com0x38 ；write_com0x0c ；write_com0x06 ；write_com0x01 ；write_co

19、m0x80+0x00 ；write_data0x77 ；/写 wave: write_data0x61 ；write_data0x76 ；write_data0x65 ；write_data0x3a ；write_com0x80+0x40 ； /写 f： write_data0x66 ；write_data0x3a ；void write_fuint date/ 写频率uchar qian,bai,shi,ge；qian=date/1000 ；bai=date/100%10 ；shi=date/10%10 ；ge=date%10；write_com0x80+0x42 ；write_data0x

20、30+qian ；write_data0x30+bai ；write_data0x30+shi ；write_data0x30+ge ；write_data0x48 ；write_data0x5a ；void xsf/显示频率ifs1num=1fre=1000/9+3*ys ；write_ffre ；欢迎下载精品学习资源ifs1num=2fre=100000/3*ys ；write_ffre ；ifs1num=3fre=1000/15+3*ys ；write_ffre ；void keyscanfd=0 ；ifs1=0delay5 ；ifs1=0while.s1 ；s1num+；ifs1num

21、=1ys=0 ；write_com0x80+0x05 ；write_data0x73 ； / 写 sine:write_data0x69 ；write_data0x6e ；write_data0x65 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；ifs1num=2ys=10；write_com0x80+0x05 ；write_data0x73 ；/ 写 squrae write_data0x71 ；write_data0x75 ；write_data0x61 ；write_data0x72 ；write_data0x65 ；欢迎下载精品学习资源ifs1num=3ys=0

22、；write_com0x80+0x05 ；/trainwrite_data0x74 ；write_data0x72 ；write_data0x61 ；write_data0x69 ；write_data0x6e ；write_data0x20 ；ifs1num=4s1num=0 ；P1=0；write_com0x80+0x05 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_com0x80+0x42 ；write_data0x20 ；wr

23、ite_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；write_data0x20 ；ifs2=0delay5 ；ifs2=0欢迎下载精品学习资源ifs3=0while.s2 ；ys+；欢迎下载精品学习资源delay5 ；ifs3=0while.s3 ；ys-；void maininit ；while1keyscanf ；ifs1num=1/正弦波 /forj=0 ；j255 ；j+P0=tosinj ；delay1ys ；ifs1num=2/方波 /P0=0xff ；delay1ys ；P0=0；delay1ys ；ifs

24、1num=3/三角波 /ifa128P0=a；delay1ys ；欢迎下载精品学习资源elsea+；P0=255-a；delay1ys ；欢迎下载精品学习资源if.s1&s2&s3xsf；2、输出波形的种类与频率的测试2.1 、测量仪器及测试说明测量仪器：稳压电源、示波器、数字万用表；测量说明：正弦波、矩形波、三角波信号的输出，通过对独立键盘来实现其的不同波形的输出以及其频率的转变；2.2 测试过程当程序下进去时经过初始化，液晶屏的上只显示“wave：”和“ f ：“，当开关三按一下是此时输出波形为正弦波，按两下时输出为方波，按三下时输出为三角波；另外两个开关可以调剂频率，三种波形的频率可调范

25、畴不同，分别如下：正弦波： 1180HZ方 波： 1 3.3KHZ三角波： 1 180HZ依据示波器的波形频率的显示运算出三种波形的频率运算公式如下： 正弦波： f=1000/9+3*ys欢迎下载精品学习资源方 波： f=100000/3*ys三角波： f=1000/15+3*ys其中 ys 为延时的变量；三种波形的仿真波形图如下：图（ 8）正弦波图形欢迎下载精品学习资源图（ 9）方波图形图（ 10）三角波图行2.3 、测试结果各项指标均达到要求；测试数据如下：欢迎下载精品学习资源1） 、产生正弦波、方波、三角波基本实现2） 、三种波形的频率都可调，但不能步进的调剂，其中方波的可调范畴最广为

26、13.3KHZ，其他两种波形的频率范畴不大1180HZ3） 、显示部分基本实现4） 、键盘功能实现3、设计心的及体会通过这次毕业设计，使我深刻地熟悉到学好专业学问的重要性，也懂得了理论联系实际的含义，并且检验了高校三年的学习成果，进一步加深了我对专业学问的明白和熟悉以及动手的才能；虽然在这次设计中对于所学学问的运用和连接仍不够娴熟，作品完成的仍不是很杰出；但是我将在以后的工作和学习中连续努力、不断完善；这个设计是对我们过去所学学问的系统提高和扩充的过程，为今后的进展打下了良好的基础；4、附录4.1 参考文献1 戴仙金主编 51 单片机及其 C 语言汇编程序开发实例清华高校出版社，20212 高吉利主编 全国高校生电子设计竞赛培训系列教程电子工业出版社，20073 杨素行主编 模拟电子技术基础简明教程高等训练出版社，20074 蒋辉平主编 单片机原理与应用设计北京航空航天高校出版社20074.2 附图图（ 11）总体原理设计图欢迎下载精品学习资源欢迎下载