基于51单片机的-正弦信号发生器的设计.doc
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1、 西安文理学院课程设计报告 第一章 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型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其平率1.2方案设计与论1.2.1信号发生电路方案论证方案一 :通过单片机控制D/A,此方案电路简单、成本低。方案二 :使用传统的锁相频率合成方法。通过
2、芯片IC145152,压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的正弦波,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,能够产生准确的三角波、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,选择方案一。1.3总体系统设计该系统采用单片机作为数据处理及控制核心,由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换,采用按键输入,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、液晶显示电路等块。图(1)为系统的
3、总体框图图(1)总体方块图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单可靠。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控制单元。其应用特点:(1)有可供用户使用的大量I/O口线。(2)内部存储器容量有限。(3)应用系统开发具有特殊性。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用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
4、路图如下:图(3)DA转换图(4)DAC0832的内部结构1.4.3显示模块的设计通过液晶1602显示输出的波形、频率,其电路图如下: 图(5)液晶显示图(6)八位二进制图(7)幅度调节如上图所示,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P3.2P3.4。通过软件控制液晶屏可以显示波形的种类以及波形的频率。1.5软件设计流程本系统采用AT89S52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改变。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
5、系统中即可独立完成所有的控制。软件的流程图如下:图(8)程序流程图1.6 源程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: JNB P1.0,P10 JNB P1.1,P11 JNB P1.2,P12 JNB P1.3,P13 LJMP MAINP10: MOV R7,#00H LCALL SQU LJMP MAINP11: MOV R7,#01H LCALL SAW LJMP MAINP12: MOV R7,#02H LCALL TRI LJMP MAINP13: MOV R7,#03H LCALL SIN LJMP MAINSQU: JNB P1.1,N1 JNB
6、 P1.2,N2 JNB P1.3,N3 LJMP SSQUN1: MOV R7,#01H LJMP TC0N2: MOV R7,#02H LJMP TC0N3: MOV R7,#03H LJMP TC0SSQU: CJNE R7,#00H,TC0 MOV R0,#00H ;MOV DPTR,#7FFFHK00: ;MOV A,#0FFH ;MOVX DPTR,A MOV P0,#0FFH MOV P2,#0FFH MOV A,P2 CPL A MOV R3,AL00: DEC R3 CJNE R3,#255,L00 INC R0 INC R0 CJNE R0,#254,K00 MOV R0,
7、#00HK01: ;MOV A,#00H ;MOVX DPTR,A MOV P0,#00H MOV P2,#0FFH MOV A,P2 CPL A MOV R3,AL01: DEC R3 CJNE R3,#255,L01 INC R0 INC R0 CJNE R0,#254,K01 LJMP SQUTC0: RETSAW: JNB P1.0,N4 JNB P1.2,N5 JNB P1.3,N6 LJMP SSAWN4: MOV R7,#00H LJMP TC1N5: MOV R7,#02H LJMP TC1N6: MOV R7,#03H LJMP TC1SSAW: CJNE R7,#01H,T
8、C1 MOV R0,#0FFH ;MOV DPTR,#7FFFHK10: ;MOV A,R0 ;MOVX DPTR,A MOV P0,R0 MOV P2,#0FFH MOV A,P2 CPL A MOV R3,AL10: DEC R3 CJNE R3,#255,L10 INC R0 CJNE R0,#255,K10 LJMP SAWTC1: RETTRI: JNB P1.0,N7 JNB P1.1,N8 JNB P1.3,N9 LJMP TTRIN7: MOV R7,#00H LJMP TC2N8: MOV R7,#01H LJMP TC2N9: MOV R7,#03H LJMP TC2TTR
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