波形发生器设计报告.doc

XXXX师范学院
基于单片机设计波形发生器系统
课程设计报告
物理系 09 级电子信息工程专业
题目基于单片机设计波形发生器系统
姓名学号
指导教师
2011 年 04 月 09 日
目录
摘要 1
第1章绪论 2
第2章系统总体设计 3
主要功能系统的性能指标 3
总体方案设计 3
元件选择 3
设计思路 5
单片机软件开发系统 5
电路图设计软件 5
第3章系统硬件设计 6
单片机电路 6
单片机晶振电路 7
液晶显示电路 7
独立按键部分 8
DAC0832数模电路 9
第4章系统软件设计 9
三角波和正弦波的产生 9
方波的产生 11
源程序及注释 12
第5章调试程序 18
过程调试 18
调试结果分析 21
结论 22
参考文献 23
致谢 24
摘要
随着信息技术的高速发展,单片机在生活以及工业生产中担任着越来越重要的角色,因而掌握好单片机的知识对我们信息专业的学生来说非常重要。
波形发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
本文介绍一种用AT89C51单片机接一个数模转换器DAC0832构成的单片机波形发生器,可产生较清晰的方波、三角波和正弦波3种波形信号,用示波器可以显示输出的波形,波形的频率增减可以通过按键调节,可以输出集中频率的波形,本设计电路具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。
关键词: 信号发生器;AT89C51单片机;ADC0832
第1章绪论
随着信息技术的飞速发展,单片机技术作为计算机技术的一个分支,广泛地应用于工业控制,智能仪器仪表,机电一体化产品,家用电器等各个领域。成为现代化电子系统中最重要的智能化工具。因而掌握一定的单片机技术对与工科类的学生来说十分重要。
信号发生器应用广泛,种类繁多,性能各异,分类也不尽一致。按照频率范围分类可以分为:超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。按照输出波形分类可以分为:正弦信号发生器和非正弦信号发生器,非正弦信号发生器又包括:脉冲信号发生器,函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调,并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。
信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于科学研究、生产实践和教学实验等领域。特别是在通信系统的科研实验中,常常需要用到多种不同频率和相位的信号,如正弦波、三角波、方波和锯齿波等,因此多功能信号发生器应用十分广泛。在数字化时代的今天,经典的由模拟电路组成的信号发生器已经渐渐远离了人们,取而代之的是电路简洁、功能多样、功耗低的数字电路。在以后的时间里,将会有越来越多的数字化的信号发生器运用在各种科学技术领域和工程实践中,给人们的日常生活带来更多的便利。
本文是做基于单片机的信号发生器的设计,将采用编程的方法来实现三角波、方波、正弦波的发生。根据设计的要求,对各种波形的频率和幅度进行程序的编写,并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中,当接收到来自外界的命令,需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序,经电路的数/模转换器和运算放大器处理后,从信号发生器的输出端口输出
第2章系统总体设计
主要功能系统的性能指标
主要功能是实现利用单片机AT89C51和8位D/A转换芯片DAC0832共同实现正弦波,方波,三角波这三种常见波形的发生,并且可以接收外接键盘输入而在一定范围内改变频率。可以在没有波形发生器的情况下仍然可以得到简单的正弦波,方波,三角波这三种常用的波,并且可以通过LM016L液晶显示屏观察到幅值,此外,还可以通过按键改变频率。
主要性能指标
三角波的频率范围:下限频率为50Hz,上限频率500Hz。
方波的频率范围:下限频率为200Hz,上限频率2000H。
正弦波的频率范围:下限频率为10Hz,上限频率100H。
总体方案设计
元件选择
该函数发生器有以下几部分组成:(1)控制模块(2)按键及其显示模块(3)采样模块三部分组成。
控制模块:
方案一:采用函数信号发生器ICL8038集成模拟芯片,它是一种可以同时产生方波、三角波、正弦波的专用集成电路。但是这种模块产生