单片机课程设计——波形发生器.doc

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1、单片机课程设计报告烟台大学题目波形发生器专业机械设计制造及其自动化班级机101—4学生姓名同组人员学号指导老师：姜风国机电汽车工程学院2013年6月6日目录一、设计目的1二、设计的主要内容和要求11.1基本内容和要求1三、整体设计思路13.1设计思路13.2元件选型23.3功能原理图2四、方案论证2五、硬件电路设计35.1电路连线图35.2主要芯片介绍4六、软件设计76.1正弦波的产生过程76.2锯齿波的产生过程76.3三角波的产生过程76.4通过开关实现波形切换和调频7七、调试与仿真76.1正弦波的

2、仿真结果76.2锯齿波的仿真结果86.3三角波的仿真结果8八、总结9九、参考文献9附录10附录一：硬件图10附录二：流程图11附录三：程序清单12波形发生器一、设计目的（1）利用所学单片机机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。（2）我们这次的课程设计是以单片机为基础，设计并开发能输出多种波形（正弦波、三角波、锯齿波等）且频率、幅度可变的波形发生器。（3）掌握各个接口芯片(如0832等)的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的单片机应用系统功能器件。（4）在

3、平时的学习中，我们所学的知识大都是课本上的，在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此，缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后，这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。（5）通过这几个波形进行组合形成了一个波形发生器，使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目，更可以锻炼大家单片机知识的应用。二、设计的主要内容和要求1.1基本内容和要求（1）设计一款能够产生3种波形的波形发生器；（2）设计波形选择按钮；（3）LED或LCD显示波

4、形代号；（4）其他功能（创新部分）。（5）波形频率调节；（6）波形幅值调节；三、整体设计思路3.1设计思路1、课设需要各个波形的基本输出。如输出正弦波、锯齿波、三角波。这些波形的实现的具体步骤：（1）正弦波：通过手动的方法计算出输出各点的电压值，然后在编写程序时以数组的方式给出。当需要时，只要按照顺序进行输出即可。这种方法比在软件中计算速度快且曲线的形状修改灵活。在本设计中将一个周期（360度）分为256个点，则每两个点之间的间隔为1.4度，然后计算出每个点电压对应的数字量，形成数组。只要反复输出这组

5、数据到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的正弦波。（2）锯齿波：也使用查表法。将三角波的一个周期（360度）分为256个点，相邻点等差，生成数组。反复输出前128个数据到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的锯齿波。（3）三角波：将（3）中的数组256个数据全部输出到DAC0832,循环，就可以在系统输出端得到想要的三角波。2、通过P1口和轻触开关S1-S4相连接来切换波形输出（如按S1键输出正弦波，按S2键产生方波，按S3键产生锯齿波，按S4键产生三角波）。用P0口控制数码管静态显示波

6、形代号。用P2口向DAC0832发送数据，经DAC0832转换后，再把信号放大，最后接到示波器上显示。3.2元件选型单片机AT89C51系统，DAC0832一片，PC机一台，运算放大器。3.3功能原理图运放AT89C51DAC0832P0按键P1LCD1602P2P3四、方案论证任务要求实现波发生器产生正弦波、锯齿波、三角波，由于正弦波的存在，采用单片机直接运算是不合理的，故采取按时将存储的数字量送出的方法实现；为简化编程，锯齿波与三角波也采取按时送数字量的方式实现。将一个周期分为256份，幅值0至2

7、55，取数据后分别存入数组。利用定时器中断函数实现数据按时送出，改变定时器的初值设置即可改变频率。送出的数据由指针循环指向相应数组的值，改变指针的地址，指向不同的数组首地址即可改变波形。幅值的改变由DAC的参考电压和反馈电阻改变。采用AT89C51单片机和DAC0832芯片，直接连接键盘和显示。该种方案主要对AT89C51单片机的各个I/O口充分利用。P3口是连接键盘,P2口接显示电路，P0口连接DAC0832输出波形。这样总体来说，能对单片机各个接口都利用上，而不在多用其它芯片，从而减小了系统的成本

8、。也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成。占用空间小，使用芯片少，低功耗。五、硬件电路设计5.1电路连线图通过P1.0-P1.5口和轻触开关相连接来切换波形输出（如按S1键输出锯齿波，按S2键产生三角波，按S3键产生正弦波），P1.4、P1.5接波形频率调节开关，如图所示。用P0口控制数码管静态显示波形代号，如图所示。用P0口向DAC0832发送数据，经DAC0832转换后，再把信号放大，最后接到示波器上显示如图所示。图1总电路图5.2主要芯片介绍