文档介绍：单片机课程设计报告
院系电气信息工程系班级 07通信一班
姓名))) 学号****
成绩指导老师**
年月日
石家庄学院课程设计总结报告
电气信息工程系级专业 2010年 01月 01日
设计题目
信号发生器
学生姓名
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学号
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指导教师
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1 选题目的和意义
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。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
(2)集成度高、体积小、可靠性高
(3)控制功能强
(4)低电压、低功耗
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。
2 主要研究内容
利用DAC0832(模数转换芯片)输出波形信号(用示波器观察输出波形),并由一个键控制波形的变换,通过按键实现矩形波,三角波,正弦波,方波的转换。初始频率为50Hz,变频采用“+”、“-”键控制。
首先根据输出波形的频率和幅值进行编码,存储在单片机的ROM里,然后以一定的时间间隔依次将这些数字量送往D/A进行转换输出,这样,只要循环送数,在D/A的双极性输出端就可以得到波形。
3 实验设计(相关原理框图)
制作低频信号发生器可以用一片DAC0832来实现,它可以分为单极性和双极性。而本项目选择了单片双极性。之所以选单片双极性是因为其精度高,滤波好,抗干扰效果好。
AT89C51芯片中只有一路模拟输出或几路模拟信号非同步输出,这种情况下,CPU对DAC0832 执行一次写操作,则把一个数据直接写入DAC寄存器,DAC0832的输出模拟信号随之对应变化。输出波形稳定,精度高,滤波好,抗干扰效果好,连接简单,性价比高。
AT89C51单片机是一种8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、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计算机。系统框图如图1所示。
键盘
AT89C51芯片
波形指示
电源
电流/电压转换
D/A转换
输出
图1 低频信号发生器系统框图
低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、电流/电压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。其工作原理为当按下波形转换键就会循环出现方波、锯齿波、三角波、正弦波,并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。
具体原理图见附录
4 设计的方法及步骤

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软、硬件设计是设计中不可缺少的,为了满足功能和指标的要求,资源分配如下
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、、,分别控制波形的变换、频率的减小、频率的增加,、、、、与四个发光二极管相连,发光二极管一对应锯齿波,发光二极管二对应三角波,发光二极管三对应正弦波,发光二极管四对应方波,实现输出一个波形对应亮一个灯。
P0口与DAC0832的DI0-DI7数据输入端相连。
P3口用来控制DAC0832