函數(shù)波形發(fā)生器課程設(shè)計

1、Nanhua University課程設(shè)計（論文）題 目： 函數(shù)波形發(fā)生器 學(xué)院名稱： 班 級： 指導(dǎo)老師： 學(xué) 號： 姓 名： 同組人員： 學(xué) 號： 2007年 12月30日 前言當(dāng)今世界在以電子信息技術(shù)為前提下推動了社會跨躍式的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展日新月異帶動了各國生產(chǎn)力的大規(guī)模提高。由此可見科技已成為各國競爭的核心，尤其是電子信息技術(shù)更顯得尤為重要，在國民生產(chǎn)各部門電子信息技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。漫步在繁華的現(xiàn)代化的大都市的大街上，隨時都可以看到街上有很多可以用卡取錢的機(jī)器(ATM自動柜機(jī))，十字路口的交通燈。我們的手機(jī)，我們家里數(shù)碼電視機(jī)、數(shù)碼音響、遙控器、空調(diào)、智能玩具.這些“高科

2、技”看上去是如此的神秘，它到底是怎樣構(gòu)成的，它是通過什么樣的程序和什么樣的方式來完成這一系列指令的呢？讓我們?nèi)″X更方便、避免城市的交通混亂和交通阻塞給我們生活帶來了處處方便。其實這也是用單片機(jī)來控制的，單片機(jī)在我們生活中觸手可及，它是如此地貼近我們的生活，單片機(jī)給我們的生活帶來的有如此多的便利。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不

3、開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。科技越發(fā)達(dá)，智能化的東西就越多，使用的單片機(jī)就越多。看來學(xué)單片機(jī)是社會發(fā)展的需求。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機(jī)年容量已達(dá)13億片，且每年以大約16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片,并不斷地輻射向內(nèi)地, 這說明單片機(jī)應(yīng)用在我國才剛剛起步，有著廣闊的前景。培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用人才，特別是在工程技術(shù)人員中普及單片機(jī)知識有著重要的現(xiàn)實意義 編 者 2007年12月 目錄一、 設(shè)計目的.1二、 設(shè)計要求.1三、

4、背景知識.11、DAC0832的引腳及功能12、DAC0832三種數(shù)據(jù)輸入方式 3四、 硬件原理.4五、 軟件實現(xiàn).51、主程序.72、輸出方波子程序83、輸出三角波子程序84、輸出鋸齒波子程序85、輸出正弦波子程序9六、 心得體會.10七、 參考文獻(xiàn).10一、設(shè)計目的掌握8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832與單片機(jī)的接口技術(shù)及編程方法。二、設(shè)計要求用單片機(jī)與DAC0832 構(gòu)成的波形發(fā)生器，可產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波、正弦波等多種波形，波形的周期可用程序改變，并可根據(jù)需要選擇單極性輸出或雙極性輸出，具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越等特點。三、 背景知識8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832簡介：DAC08

5、32當(dāng)今世界在以電子信是8位分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容，這個系列的芯片 以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。這類D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器，8位DAC寄存器，8位DA轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。1、DAC0832的引腳及功能：DAC0832芯片是一種具有兩個輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC，它能直接與MCS51單片機(jī)接口，其主要特性參數(shù)如下：分辨率為8位；電流穩(wěn)定時間1us;可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程和下調(diào)整其線性度；單一電源供電（5V15V）；低功耗，200mW。為便于DAC0832的使用，特將其應(yīng)用特性總結(jié)如下：

6、DAC0832是微處理器兼容型D/A轉(zhuǎn)換器，可以充分利用微處理器的控制能力實現(xiàn)對D/A轉(zhuǎn)換的控制。這種芯片有許多控制引腳，可以和微處理器控制線相連，接受微處理器的控制，如ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER端。有兩級鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道D/A的同步轉(zhuǎn)換輸出。DAC0832內(nèi)部無參考電壓源；須外接參考電壓源。DAC0832為電流輸入型D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時，需要外加轉(zhuǎn)換電路。DAC0832的引腳圖及邏輯結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 1 DAC0832結(jié)構(gòu)框圖及引腳排列DAC0832各引腳的功能如下：DI0DI7： 數(shù)據(jù)輸入線。ILE ： 數(shù)據(jù)允許鎖存信號，高電平有效；/CS：

7、輸入寄存器選擇信號，低電平有效。/WR1為輸入寄存器的寫選通信號。輸入寄存器的鎖存信號/LE1由ILE 、/CS、/WR1的邏輯組合產(chǎn)生。當(dāng)ILE 為高電平、/CS為低電平、/WR1輸入負(fù)脈沖時，在/LE1產(chǎn)生正脈沖；/LE1為高電平，輸入鎖存器的狀態(tài)隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)變化，/LE1的負(fù)跳變將數(shù)據(jù)線上的信息鎖入輸入寄存器。/XFER: 數(shù)據(jù)傳送信號，低電平有效。/WR2為DAC寄存器的寫選通信號。DAC寄存器的鎖存信號/LE2,由/XEFR、/WR2的邏輯組合產(chǎn)生。當(dāng)/XFER為低電平，/WR2輸入負(fù)脈沖，則在/LE2產(chǎn)生正脈沖；/LE2為高電平是時，DAC寄存器的輸出和輸入寄存器的狀態(tài)一致，

8、/LE2負(fù)跳變，輸入寄存器的內(nèi)容打入DAC寄存器。VREF ： 基準(zhǔn)電源輸入引腳 。Rfb ： 反饋信號輸入引腳，反饋電阻在芯片內(nèi)部。IOUT1、IOUT2 ： 電流輸出引腳。電流IOUT1、IOUT2 的和為常數(shù)，IOUT1、IOUT2 隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化。VCC： 電源輸入引腳。AGND： 模擬信號地DGND： 數(shù)字地。2、DAC0832三種數(shù)據(jù)輸入方式： （1）雙緩沖方式：即數(shù)據(jù)經(jīng)過雙重緩沖后再送入DA轉(zhuǎn)換電路，執(zhí)行兩次寫操作才能完成一次DA轉(zhuǎn)換。這種方式可在DA轉(zhuǎn)換的同時，進(jìn)行下一個數(shù)據(jù)的輸入，可提高轉(zhuǎn)換速率。更為重要的是，這種方式特別適用于要求同時輸出多個模擬量的場合。此時

9、，要用多片DAC0832組成模擬輸出系統(tǒng)，每片對應(yīng)一個模擬量。 （2）單緩沖方式：不需要多個模擬量同時輸出時，可采用此種方式。此時兩個寄存器之一處于直通狀態(tài)，輸入數(shù)據(jù)只經(jīng)過一級緩沖送入DA轉(zhuǎn)換電路。這種方式只需執(zhí)行一次寫操作，即可完成DA轉(zhuǎn)換。 （3）直通方式：此時兩個寄存器均處于直通狀態(tài)，因此要將、和端都接數(shù)字地，ILE接高電平，使LE1、LE2均為高電平，致使兩個鎖存寄存器同時處于放行直通狀態(tài)，數(shù)據(jù)直接送入DA轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換。這種方式可用于一些不采用微機(jī)的控制系統(tǒng)中或其他不須0832緩沖數(shù)據(jù)的情況。四、硬件原理波形的產(chǎn)生是通過AT89S52執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端

10、按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。AT89S52組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)有三種聯(lián)接方式。一種是兩級緩沖器型，即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過兩級緩沖器型，即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過兩級緩沖器后，送D/A轉(zhuǎn)換電路。第二種是單級緩沖器型，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入寄存器直接送入DAC寄存器，然后送D/A轉(zhuǎn)換電路。第三種是兩個緩沖器直通，輸入數(shù)據(jù)直接送D/A轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本電路直通聯(lián)接方式，即WR1、WR2、CS和XFER接地，ILE和VCC接+5V電源，8751的數(shù)據(jù)輸出線直接與DAC0832的數(shù)字輸入端相連。D/A轉(zhuǎn)換電路可采用單極性輸出，也可采用雙極性輸出。本線路采用雙極性輸出，即經(jīng)過兩個運算放大器

11、NE4558后輸出電壓UOUT。輸入數(shù)字量與輸出電壓的關(guān)系如表所示。表一：輸入數(shù)字量與輸出電壓的關(guān)系輸入碼模擬輸出電壓UOUTMSBLSB +Vref11111111Vref-1LSB11000000 Vref/210000000 001111111 -1LSB00111111-Vref/2-1LSB00000000-Vref 從表中可看出，當(dāng)輸入數(shù)字量D=00H時，輸出電壓UOUT=-VREF；當(dāng)D=80H時，UOUT=0；當(dāng)D=FFH時，。可見波形的最大幅值由D/A的參考電壓VREF決定。8751的P1口接一轉(zhuǎn)換開關(guān)K，通過軟件編程來選擇各種波形，其中電阻R1R8的作用是保證轉(zhuǎn)換開關(guān)的各浮

12、空節(jié)點為“0”。P3口用來驅(qū)動一組發(fā)光二極管，每種波形對應(yīng)一個發(fā)光二極管作為波形的指示器。五、軟件實現(xiàn)系統(tǒng)軟件由主程序和產(chǎn)生波形的子程序組成，軟件設(shè)計主要是產(chǎn)生各種波形的子程序的編程，通過編程可得到各種波形。周期的改變可采用插入延時子程序的方法來實現(xiàn)。主程序和幾種常用波形子程序的流程圖如圖所示。 圖 3 鋸齒波發(fā)生子程序流程圖 圖 4 三角波發(fā)生子程序流程圖 圖 5 方波發(fā)生子程序流程圖 圖 6 正弦波發(fā)生子程序流程圖設(shè)波形選擇開關(guān)狀態(tài)為：SW4按一下選擇方波；按兩下選擇三角波；按三下選擇鋸齒波；按四下選擇正弦波；按五下選擇梯形波1、主程序：ORG 0000HAJMP Start；轉(zhuǎn)主程序OR

13、G 0003HAJMP Begin；轉(zhuǎn)INT0中斷服務(wù)程序ORG 0013HAJMP Xuanze；轉(zhuǎn)INT1中斷服務(wù)程序Start: MOV A ，#00H MOV R0, #00H MOV R7, #00H SETB EA ；開CPU中斷 SETB EX0 ；開INT0中斷 CLR IT0 ；令I(lǐng)NT0為電平觸發(fā) SETB EX1 ；開INT1中斷 SETB PX1 ；令I(lǐng)NT1為高優(yōu)先級 CLR IT1 ；令I(lǐng)NT1為電平觸發(fā) SJMP $ ；等待中斷Xuanze：INC R7 CJNE R7,#06H,ABC RETIABC： MOV R7 ,#01H RETBegin：MOV DPT

14、R ,#0BFFFH ；8255控制口地址為0BFFFHMOV A,#80HMOV DPTR,A ；設(shè)置8255PA,PB,PC都為輸出口INC R0MOV A , R0MOV B , #100DIV ABLJMP BIAOMOV DPTR, #0BEFFH ；指向8255PC地址MOVX DPTR,A ；百位數(shù)顯示MOV A ,BMOV B ,#10DIV ABLJMP BIAOMOV DPTR, #0BDFFH ；8255PB地址MOVX DPTR,A ；十位數(shù)顯示MOV A , BLJMP BIAOMOV DPTR, #0BCFFH ；8255PA地址MOVX DPTR,A ；個位數(shù)顯示

15、MOV A ，R7 ；讀波形選擇狀態(tài)CJNE A ,#01H ,Sanjo ；R7=1調(diào)方波子程序：SQUN LCALL SQUW ；調(diào)生成方波子程序：SQUNSanjo：CJNE A ,#02H ,Juchi ；R7=2調(diào)三角波子程序：TRIANLCALL TRIAN ；調(diào)生成三角波子程序：TRIANJuchi：CJNE A ,#03H ,Zhexi ；R7=3調(diào)鋸齒波子程序：SANTOOLCALL SANTOO ；調(diào)生成鋸齒波子程序：SANTOOZhexi：CJNE A ,#04H ,Tixing ；R7=4調(diào)正弦波子程序：SINELCALL SINE ；調(diào)生成正弦波子程序：SINETix

16、ing: CJNE A,#05H,Back ；R7=5調(diào)梯形子程序：TI LCALL TI ；調(diào)生成梯形子程序：TIBack ：RETIBIAO:INC A MOVC A,A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ；0,1,2,3,4,5 DB 7DH,07H,7FH,6FH ；6,7,8,9；2、輸出方波子程序：SQUNSQUN：MOV DPTR,#7FFFH ；DAC0832寄存器地址MOV A ,#0FFH MOVX DPTR,A ；輸出一個幅度的方波 LCALL Delay ；調(diào)125ms延時子程序：DelayMOV A ,#00HMOVX DPTR,A

17、；輸出另一個幅度的方波LCALL Delay ；調(diào)125ms延時子程序：DelayRET ；返回125ms延時子程序(單片機(jī)晶振12MHZ)Delay： MOV R2, #0F5HDely1： MOV R1, #0FFHDely2： DJNZ R1, Dely2 DJNZ R2, Dely1 RET；3、輸出三角波子程序：TRIANTRIAN ：MOV A ,#00H MOV DPTR,#7FFFHUP: MOVX DPTR,AINC A JNZ UPDOWN: DEC AMOVX DPTR,AJNZ DOWN RET；4、輸出鋸齒波子程序：SANTOOSANTOO: MOV A ,#00H

18、MOV DPTR,#7FFFHLLOOP： MOVX DPTR,A INC A ； CJNE A,FFH,LLOOP RET；5、輸出正弦波子程序：SINESINE: MOV DPTR1,#sinTab MOV DPTR,#7FFFH LOOP: CLR A MOVC A,A+DPTR1 CJNE A,#129,LOOP1 RETLOOP1: MOVX DPTR,A INC DPTR1 AJMP LOOPsinTab:DB 128,132,137,141,146,150,154,159,163,167 DB 171,176,180,184,188,191,195,199,203,206 DB

19、210,213,216,219,222,225,228,231,233,236 DB 238,240,242,244,246,247,249,250,251,252 DB 253,254,254,255,255,255,255,255,254,254 DB 253,252,251,250,249,247,246,244,242,240 DB 238,236,233,231,228,225,222,219,216,213 DB 210,206,203,198,195,192,188,184,180,176 DB 172,167,163,159,155,150,146,141,137,133 DB 128,124,119,115,111,106,102,97,93,89,85 DB 81,77,73,69,65,61,57,54,50,47