单片机函数信号发生器研究设计.pdf
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1、摘 要:本系统利用单片机AT89S52采用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,能产1Hz3kHz的波形。通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化,并通过液晶屏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,其中尤其对数/模转换部分和波形产生和变化部分进行详细论述。关键词:单片机 AT89S52、DAC0832、液晶 1602 Abstract:this system capitalize on AT89s52,it makes use
2、 of central processor to generate three kinds of waves,they are triangle wave,and use D/A conversion module,wave generate module and liquid crystal display of 1602,it can have the 1Hz-3KHz profile.In this system it can control wave form choosing,frequency,range,can have the sine wave,the square-wave
3、,the triangular wave.Simultaneously may also take the frequency measurement frequency,and displays them through liquid crystal display of 1602.this design includes three modules.They are D/A conversion module,wave generate module and liquid crystal display of LED module.In this design,the wave gener
4、ator into wave form module and D/A conversion module are discussed in detail.key word:AT89S52,DAC0832,liquid crystal 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 单片机的选择论证 1.2.3 显示方案论证 1.2.4 键盘方案论证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.
5、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 附图文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F
6、2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A
7、7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2
8、D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G
9、5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q
10、4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2
11、X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A71、系统设计经过考虑,我们确定方案如下:利用AT89S52单片机采用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
12、 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,通过键盘来控制三种波形的类型选择、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)、利用单片机采用软件设计方法产生三种波形 2)、三种波形可通过键盘选择 3)、波形频率可调 4)、需显示波形的种类及1.1 课题的来源与技术背景不论是在生产还是在科研与教案上,信号发生器都是电子工程师仿真实验的最佳工具。随着我国经济和科技的发展,对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求,信号发生器己成为测试仪器中至关重要的一类,因此开发信号发生器具有重大意义。传统的信号发生器采用专用芯片,成本高,控制方式不灵
13、活。本设计充分利用单片机灵活的控制、丰富的外设处理能力,采用DDS技术,实现频率、幅值可调的函数波形的输出,同时可以根据需要方便地实现各种比较复杂的调频、调相和调幅功能,具有良好的实用性。根据其频率发生方法又可分为谐振法和合成法两种。一般的传统发生器都是采用的谐振法,即用具有频率选择性的回路来产生正弦振荡,来获得所需频率,也可以根据频率合成技术来获得所需频率。利用频率合成技术制成的合成波形发生器,通常被称为频率合成器或频率综合器。频率综合器是指利用频率合成技术合成的频率源,它常常是没有调制的,也没有足够宽的和足够准确的输出电平调节,其工作范围往往也不宽,最小频率间隔也比较大,一般做专用设备使用
14、,或做某一个系统中的一个组成部分。1.2 研究信号发生器的目的及意义波形发生器是信号源的一种,主要给被测电路提供所需要的己知信号(各种文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2
15、 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7
16、文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D
17、4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5
18、F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4
19、A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X
20、2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中,它的应用非常广泛。它不是测量仪器,而是根据使用者
21、的要求,作为激励源,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以满足测量或各种实际需要。目前我国己经开始研制波形发生器,并取得了可喜的成果。但总的来说,我国波形发生器还没有形成真正的产业。就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡,独立的仪器和VXI系统的模块很少,并且我国目前在波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距,因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。函数波形发生器发展很快近几年来,国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面:(1)过去由于频率很低应用的范围比较狭小,输出波形频率的提高,使得波形发生器能应用于越来越广的领域。波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和
22、容易。波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式,复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v=f(t)形式的波形方程的数学表达式产生。从而促进了波形发生器向任意波形发生器的发展,各种计算机语言的飞速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。目前可以利用可视化编程语言(如Visual Basic,Visual C等等)编写任意波形发生器的软面板,这样允许从计算机显示屏上输入任意波形,来实现波形的输入。(2)与VXI 资源结合。目前,波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及新近开发的VXI 模块。由于 VXI
23、总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求,在很多领域需要使用VXI 系统测量产生复杂的波形,VXI 的系统资源提供了明显的优越性,但由于开发VXI 模块的周期长,而且需要专门的VXI 机箱的配套使用,使得波形发生器VXI 模块仅限于航空、军事及国防等大型领域。在民用方面,VXI 模块远远不如台式仪器更为方便。(3)随着信息技术蓬勃发展,台式仪器在走了一段下坡路之后,又重新繁荣起来。不过现在新的台式仪器的形态,和几年前的己有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性,可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格,都比过去的类似产品减少了一半。1.3 主要研究内容(1)理论基础分析。了解波形发生器的相关理论,包
24、括几种常用波形,如正弦波、方波等,然后介绍了波形发生器的主要方案及原理。(2)硬件系统设计。主要包括以下几个模块:串口电路;键盘、LED显示文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G
25、5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q4A7文档编码:CW3B2X2D4H2 HP8Y7M1G5F2 ZN7Z5D10Q
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