文档介绍：毕业设计
题目: 基于单片机的波形发生器的设计
系(院): 机电与汽车工程系专业:机电一体化技术
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摘要
本系统是基于AT89S52单片机的数字式低频信号发生器。采用AT89S52 单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(NE4558)、按键和LED显示灯电路等。通过按键控制可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等,同时用LED显示灯指示对应的波形。其设计简单、性能优良,可用于多种需要低频信号源的场所,具有一定的实用性。
关键词: 单片机信号发生器 D/A转换
目录
0 引言 1
1 系统设计 3
系统方案的比较 3
控制芯片的选择 3
2 系统硬件设计 4
基本原理 4
单片机 4
单片机的介绍 4
资源分配 8
各部分电路原理 8
DAC0832芯片原理 8
NE4558工作原理 11
键盘电路原理 11
LED显示电路 12
3 系统软件设计 13
主程序流程图 13
子程序流程图 14
锯齿波程序流程图 14
三角波程序流程图 14
正弦波程序流程图 15
方波程序流程图 16
4 测试结果 18
5 结论 20
参考文献 21
附录A 程序清单 22
附录B 电路原理图 26
0 引言
波形发生器亦称函数发生器,作为实验用信号源,是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前,市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成,且波形种类有限,多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。
信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一,不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意,而且由于低频信号源所需的RC很大;大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度亦难以保证;体积大,漏电,损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加,则电路复杂程度会大大增加。
当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会,电子技术的进步,给人们带来了根本性的转变。现代电子领域中,单片机的应用正在不断的走向深入,这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比,在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用,并走入家庭,从洗衣机、微波炉到音响汽车,处处可见其应用。因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个的标志之一。
一块单片机芯片就是一台计算机。由于单片机的这种特殊的结构形式,在某些应用领域中,它承担了大中型计算机和通用微型计算机无法完成的一些工作。使其具有很多显著的优点和特点,因此在各个领域中都得到了迅猛的发展。单片机的特点归纳起来有以下几个方面。
(1)具有优异的性能价格比
单片机尽可能地把应用所需的存储器,各种功能的I/O 接口集成在一块芯片内,因而其性能很高,而价格却相对较低廉,即性能价格比很高。
(2)集成度高、体积小、可靠性高
单片机把各种功能部件集成在一块芯片上,因而集成度高,均为大规模或超大规模集成电路。又内部采用总线结构,减少了芯片之间的连线,这大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。同时,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合于在恶劣环境下工作。
(3)控制功能强
单片机体积虽小,但“五脏俱全”,它非常适用于专门的控制用途。为了满足工业控制要求,一般单片机的指令系统中有极丰富的转移指令,I/O口的逻辑操作指令以及位操作指令。其逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。(4)低压、低功效
单片机大量用于携带式产品和家用消费类产品,低电压和低功耗尤为重要。目前,,,功耗降至μA级,一粒钮扣电池就可长期使用。
利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号,其下限频率很低。具有线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,频率稳定度高,抗干扰能力强,用途广泛等优点,并且能够对波形进行细微调整,改良波形,使其满足系统的要求。只要对电路稍加修改,调整程序,即可完成功能升级。
这里介绍一种采用AT89S52单片机和一片DAC0832数模转换器做成的数字式低频信号发生器,它的特点是价格低、性能高,在低频范围稳定性好、操作方便、体