交流信號發(fā)生器設(shè)計(jì)報(bào)告

1、學(xué) 號： 0121011360219能力拓展訓(xùn)練題 目交流信號發(fā)生器設(shè)計(jì)學(xué) 院自動化學(xué)院專 業(yè)自動化專業(yè)班 級自動化1002班姓 名李志強(qiáng)指導(dǎo)教師孫曉明2013年6月24日武漢理工大學(xué)能力拓展訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)說明書能力拓展訓(xùn)練任務(wù)書學(xué)生姓名： 李志強(qiáng) 專業(yè)班級： 自動化1002班 指導(dǎo)教師： 孫曉明 工作單位： 自動化學(xué)院 題 目: 交流信號發(fā)生器設(shè)計(jì) 初始條件：計(jì)算機(jī)、Max+plus、EDA實(shí)驗(yàn)箱。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）控制產(chǎn)生1-99Hz（精度0.1Hz）的正弦交流信號，通過DAC 0832轉(zhuǎn)換后輸出。通過按鍵操作，可對輸出信號的峰

2、值與頻率進(jìn)行控制。任務(wù)安排：（1) 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求分析（2) 方案比較及認(rèn)證說明（3) 系統(tǒng)原理闡述，寫出設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)圖。（4) 軟件設(shè)計(jì)課題需要說明：軟件思想，流程圖，源程序及程序注釋（5) 調(diào)試記錄及結(jié)果分析、（6) 總結(jié)（7) 參考資料5篇以上（8) 附錄：程序清單時間安排：6月24日：安排設(shè)計(jì)任務(wù)；收集資料；方案選擇6月25日：程序設(shè)計(jì)6月2627日：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)調(diào)試程序并演示6月28日：撰寫報(bào)告7月1日：交能力拓展訓(xùn)練報(bào)告主要參考資料：1 譚會生，張昌凡EDA 技術(shù)及應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)出版社20042 孫曉明EDA實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書武漢：武漢理工大學(xué)教材中心，20071指導(dǎo)教師簽名： 孫

3、曉明 2013 年 6 月 24 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日摘要本系統(tǒng)采用單片機(jī)C8051為控制核心,輸出數(shù)字量,然后由DAC0832把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量;但是輸出的是電流,需要用運(yùn)放(OP07),把電流轉(zhuǎn)換成電壓量。按鍵應(yīng)用的是獨(dú)立按鍵，用來對波形的幅值，頻率的調(diào)解。其運(yùn)算核心，我們通過MATLAB對正弦波進(jìn)行采樣，得到一組組數(shù)據(jù)，然后同過數(shù)組存儲；利用中斷對數(shù)組進(jìn)行掃描。其頻率的調(diào)解就是調(diào)節(jié)其中斷間隔的時間，幅值就是調(diào)節(jié)其數(shù)字的大?。ㄍ瑫r乘以某個小于1的數(shù)）。為了波形的合成，我們采用的點(diǎn)的個數(shù)都是256個。關(guān)鍵詞：AT89C51 DAC0832 獨(dú)立按鍵 OP07目錄1 設(shè)計(jì)

4、任務(wù)及要求分析52 方案設(shè)計(jì)62.1 設(shè)計(jì)思路62.2設(shè)計(jì)方案比較與選擇62.3 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算73 交流信號發(fā)生硬件電路設(shè)計(jì)83.1 單片機(jī)AT89C5183.2 波形轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換113.3復(fù)位電路123.4外部時鐘電路133.5獨(dú)立按鍵部分134 交流信號發(fā)生器軟件設(shè)計(jì)144.1程序流程圖145 調(diào)試記錄與仿真結(jié)果分析165.1 調(diào)試結(jié)果165.2硬件調(diào)試185.3軟件調(diào)試186 心得體會19參考文獻(xiàn)20附錄一 硬件仿真原理圖21附錄二 程序221 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求分析設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)制作一個波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波和由用戶編輯的特定形狀波形?？刂飘a(chǎn)生1-99Hz（精度0.1Hz）

5、的正弦交流信號，通過DAC 0832轉(zhuǎn)換后輸出。通過按鍵操作，可對輸出信號的峰值與頻率進(jìn)行控制。2 方案設(shè)計(jì)題目要求實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是設(shè)計(jì)并制作一個交流信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波，要求不用DDS和專用的波形產(chǎn)生芯片，頻率范圍在1Hz99Hz可調(diào)，步進(jìn)不大于0.1Hz，并且電壓范圍在05V可調(diào)，步進(jìn)為0.1V?，F(xiàn)在對以下方案進(jìn)論證和驗(yàn)證。2.1 設(shè)計(jì)思路根據(jù)題目的要求，經(jīng)過仔細(xì)的考慮各種要素，制定了整體方案：以AT89C51單片機(jī)為控制核心，P3口接DAC0832信號輸入并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，P2口接獨(dú)立鍵盤，由程序控制P3口產(chǎn)生波形，再由按鍵控制產(chǎn)生波形的種類及頻率和幅值在一定范圍內(nèi)可調(diào)，。由運(yùn)放OP07

6、實(shí)現(xiàn)DAC0832輸出電流到電壓的轉(zhuǎn)換，即實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。對正弦波取樂256個點(diǎn)；因?yàn)辄c(diǎn)越多，波形的效果越好；合成時就是對幅值點(diǎn)進(jìn)行一個連接后賦給DAC0832輸出一組波形。功能：通過定時器0產(chǎn)生定時中斷，形成波形的數(shù)字編碼，并輸出到D/A接口電路。AT89C51外接12M晶振作為時鐘頻率，并采用電源復(fù)位設(shè)計(jì)。復(fù)位電路采用上電復(fù)位，其工作原理是，當(dāng)通電時，電容兩端相當(dāng)于短路，于是TST引腳為高電平，然后對電容充電。RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機(jī)開始工作。產(chǎn)生方波程序思路：對于小于100Hz的頻率，直接根據(jù)頻率值設(shè)置其定時溢出的時間，當(dāng)溢出時間達(dá)到時，將輸出

7、管腳取反達(dá)到方波的產(chǎn)生。產(chǎn)生正弦波程序思路：給正弦波的一個周期設(shè)定table表，由256個數(shù)據(jù)，相當(dāng)于每個周期定時255次，則每次定時溢出的時間便可計(jì)算出，每個點(diǎn)的電壓加權(quán)便可得到正弦波的電壓，即，形成正弦波。2.2設(shè)計(jì)方案比較與選擇方案一：采用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器，通常是單片函數(shù)發(fā)生器（如8038），8038可同時產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡單易行，用D/A轉(zhuǎn)換器的輸出來改變調(diào)制電壓，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號的頻率穩(wěn)定度不高，不容易調(diào)試。方案二：采用鎖相式頻率合成器，利用鎖相環(huán)，將壓控振蕩器（VCO）的輸出頻率鎖定在所需頻率上，該方案性能良好，但難以達(dá)到輸出頻率覆蓋系數(shù)的要求

8、，且電路復(fù)雜。方案三：采用晶體管、運(yùn)放IC等通用器件制作，可產(chǎn)生正弦波，通過調(diào)整外部元件可改變輸出頻率，但它們的精度不高，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活。方案四：采用單片機(jī)編程的方法來實(shí)現(xiàn)。即采用AT89C51單片機(jī)和DAC0832芯片以一定的模擬數(shù)字電路，通過編程可以產(chǎn)生正弦交流信號。不但設(shè)計(jì)簡單，而且可以很簡便的通過編程的方法來控制信號波形的頻率和幅度，在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實(shí)現(xiàn)頻率的變換。此外，由于通過編程方法產(chǎn)生的是數(shù)字信號，所以信號的精度可以做的很高。調(diào)節(jié)幅度和頻率，擴(kuò)展性強(qiáng)。鑒于方案一的信號頻率不夠穩(wěn)定和方案二、三的電路復(fù)雜、精度達(dá)不到要求等缺點(diǎn)，所以決定采用方案四的設(shè)計(jì)方法。

9、它不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬件的方法來實(shí)現(xiàn)，使得信號頻率的穩(wěn)定性和精度的準(zhǔn)確性得以保證，而且它使用的幾種元器件都是常用的元器件，容易得到，且價(jià)格便宜，使得硬件的開銷達(dá)到最省。2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算（1）利用單片機(jī)產(chǎn)生正弦波信號波形，信號的頻率和幅度可變。（2）將一個周期的信號分離成256個點(diǎn)（按X軸等分），每兩點(diǎn)之間的時間間隔為T，用單片機(jī)的定時器產(chǎn)生，其表示式為：T=T/256。如果單片機(jī)的晶振為12MHz，采用定時器方式0，則定時器的初值為： X=213T/Tmec (2.1) 定時時間常數(shù)為： TL =（8192T）%256 (2.2)TH=(8192-T)/256 (2.3)MOD3

10、2表示除32取余數(shù)（3）正弦波的模擬信號是D/A轉(zhuǎn)換器的模擬量輸出，其計(jì)算公式為： Y=（A/2sint）+A/2 (其中A=VREF) (2.4) t=NT (N=1256) (2.5)那么對應(yīng)著存放在計(jì)算機(jī)里的這一點(diǎn)的數(shù)據(jù)為： （2.6） （4）一個周期被分離成256個點(diǎn)，對應(yīng)的四種波形的256個數(shù)據(jù)存放在以TAB1TAB4為起始地址的存儲器中。3 交流信號發(fā)生硬件電路設(shè)計(jì)數(shù)字信號可以通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，因此可通過產(chǎn)生數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成模擬信號的方法來獲得所需要的波形。AT89C51單片機(jī)本身就是一個完整的微型計(jì)算機(jī)，具有組成微型計(jì)算機(jī)的各部分部件：中央處理器CPU、隨機(jī)存取存儲

11、器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時器/計(jì)數(shù)器等，只要將89C51再配置鍵盤及其接口、數(shù)模（D / A）轉(zhuǎn)換及波形輸出及其接口等幾部分，即可構(gòu)成所需的波形發(fā)生器硬件原理框圖如下圖所示：D/A轉(zhuǎn)換電路顯示電路波形輸出放大電路單片機(jī)按鍵電路（幅值調(diào)節(jié)）按鍵電路（頻率調(diào)節(jié)）圖1 硬件原理框圖3.1 單片機(jī)AT89C51 AT89C51單處機(jī)內(nèi)部設(shè)置兩個16位可編程的定時器/計(jì)數(shù)器T0和T1，它們具有計(jì)數(shù)器方式和定時器方式兩種工作方式及4種工作模式。在波形發(fā)生器中，將其作定時器使用，用它來精確地確定波形的兩個采樣點(diǎn)輸出之間的延遲時間。模式1采用的是16位計(jì)數(shù)器，當(dāng)T0或T1被允許計(jì)數(shù)后，從

12、初值開始加計(jì)數(shù)，最高位產(chǎn)生溢出時向CPU請求中斷。中斷系統(tǒng)是使處理器具有對外界異步事件的處理能力而設(shè)置的。當(dāng)中央處理器CPU正在處理某件事的時候外界發(fā)生了緊急事件，要求CPU暫停當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理這個緊急事件。在波形發(fā)生器中，只用到片內(nèi)定時器計(jì)數(shù)器溢出時產(chǎn)生的中斷請求，即是在AT89C51輸出一個波形采樣點(diǎn)信號后，接著啟動定時器，在定時器未產(chǎn)生中斷之前，AT89C51等待，直到定時器計(jì)時結(jié)束，產(chǎn)生中斷請求，AT89C51響應(yīng)中斷，接著輸出下一個采樣點(diǎn)信號，如此循環(huán)產(chǎn)生所需要的信號波形。AT89C51從P2口接收來自鍵盤的信號，并通過P3口輸出一些控制信號，將其輸入到8155的信號控制端，用

13、于控制其信號的輸入、輸出。如果有鍵按下，則在讀控制端會產(chǎn)生一個讀信號，使單片機(jī)讀入信號。如果有信號輸出，則在寫控制端產(chǎn)生一個寫信號，并將所要輸出的信號輸出。圖2 AT89C51管腳圖管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL

14、門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的

15、內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.

16、7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信

17、號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.2 波形轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換功能：將波形樣值得編碼轉(zhuǎn)換成模擬值，完成波形的輸出。由一片DAC0832和OP07運(yùn)放組成。DAC0832是一個具有兩個輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC。目前生產(chǎn)的DAC芯片分為兩類，一類芯片內(nèi)部設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器，不需要外加電路就可以直接與微型計(jì)算機(jī)接口。另一類芯片內(nèi)沒有數(shù)據(jù)寄存器，輸出信號隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)的變化而變化，因此不能直接與微型計(jì)算機(jī)接口，必須通過并行口與微型計(jì)算機(jī)接口。DAC0832是具有20條引線的雙列直插式CMOS器件，它內(nèi)部具有兩級數(shù)據(jù)寄存器，完成8位電流D

18、/A轉(zhuǎn)換，股不需要外加電路。DAC0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓信號，電流信號到電壓信號的轉(zhuǎn)換可以用運(yùn)算放大器LF356實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)想DAC0832發(fā)送數(shù)字編碼，產(chǎn)生不同的輸出。先利用采樣定理對各種波形進(jìn)行抽樣，然后把各種采樣值進(jìn)行編碼，收到的數(shù)字量存入各個波形表，執(zhí)行程序時通過查表的方法依次取出，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出就可以得到波形。假如N個點(diǎn)構(gòu)成波形的一個周期，則DAC0832輸出N個樣點(diǎn)值后，樣值點(diǎn)形成運(yùn)動軌跡，即，一個周期。重復(fù)輸出N個點(diǎn)后，成為第二個周期。利用單片機(jī)的晶振控制輸出周期的速度，也就是控制輸出的波形的頻率。這樣就控制了輸出波形的及其幅值和頻率，例如：正

19、弦波，取256個樣值點(diǎn)。具體連接的電路圖如圖3所示：圖3 DAC0832管腳圖管腳說明：(1)D7D0轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入。(2)CS片選信號（輸入），低電平有效。(3)ILE數(shù)據(jù)鎖存允許信號（輸入），高電平有效。(4)WR1第一信號（輸入），低電平有效。該信號與ILE 信號共同控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式：當(dāng)ILE=1和XFER=0時，為輸入寄存器直通方式；當(dāng)ILE=1和WR1 =1時，為輸入寄存器鎖存方式。(5) WR2 第2寫信號(輸入),低電平有效.該信號與信號合在一起控制DAC寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式:當(dāng) WR2=0和XFER=0時,為DAC寄存器直通方式; 當(dāng)W

20、R2=1和XFER=0時,為DAC寄存器鎖存方式。 (6)XFER數(shù)據(jù)傳送控制信號(輸入),低電平有效 。 (7)Iout2電流輸出“1”。當(dāng)數(shù)據(jù)為全“1”時，輸出電流最大；為全“0”時輸出電流最小。(8)Iout2電流輸出“2”。DAC轉(zhuǎn)換器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常數(shù)。(9)Rfb反饋電阻端 既運(yùn)算放大器的反饋電阻端，電阻（15K）已固化在芯片中。(10)Vref基準(zhǔn)電壓，是外加高精度電壓源，與芯片內(nèi)的電 阻網(wǎng)絡(luò)相連接，該電壓可正可負(fù)，范圍為-10V+10V.(11)DGND數(shù)字地(12)AGND模擬地3.3復(fù)位電路這種復(fù)位電路的工作原理是：單片機(jī)的復(fù)位電路在剛接

21、通電時，剛開始電容是沒有電的，電容內(nèi)的電阻很低，通電后，5V的電通過電阻給電容進(jìn)行充電，電容兩端的電會由0V慢慢的升到4V左右（此時間很短一般小于0.3秒），RC構(gòu)成的微分電路在上電瞬間產(chǎn)生一個微分脈沖，其寬度大于兩個機(jī)器周期，89C51將復(fù)位。正因?yàn)檫@樣，復(fù)位腳的電由低電位升到高電位，引起了內(nèi)部電路的復(fù)位工作，RST端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以后，即為低電平，單片機(jī)開始正常工作（這是單片機(jī)的上電復(fù)位，也叫初始化復(fù)位）；當(dāng)按下復(fù)位鍵時，電容兩端放電，電容又回到0V了，于是又進(jìn)行了一次復(fù)位工作（這是手動復(fù)位原理）。圖4 復(fù)位電路3.4外部時鐘電路圖5采用12MHz的晶振和兩個33pf的電容組

22、成時鐘電路部分。圖5 外部時鐘電路3.5獨(dú)立按鍵部分圖6為用獨(dú)立按鍵來控制不同的輸出波形圖6 獨(dú)立按鍵電路4 交流信號發(fā)生器軟件設(shè)計(jì)主程序和子程序都存放在AT89C51單片機(jī)中。主程序的功能是：開機(jī)以后負(fù)責(zé)查鍵，即做出鍵盤掃描及顯示工作，然后根據(jù)用戶所按的鍵轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理。子程序的功能有：延時子程序、中斷程序、顯示子程序、按鍵子程序，按鍵子程序中有任意頻率的設(shè)置的數(shù)字鍵（09）及確定鍵、幅值和頻率的加和減鍵、幅值頻率的轉(zhuǎn)換鍵、波形的轉(zhuǎn)換鍵等共15個鍵。主程序的流程圖如圖4.1所示：完成全部硬件和軟件過后，將程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行測試，通過反復(fù)測試，反復(fù)的修改函數(shù)的功能，同時完善硬件的

23、功能，使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)控制。4.1程序流程圖開始輸出正弦波形頻率、幅值調(diào)節(jié)按鍵輸出相應(yīng)波形發(fā)出D/A轉(zhuǎn)換值圖7 程序流程圖本文中子程序的調(diào)用是通過按鍵的選擇來實(shí)現(xiàn)，在取得按鍵相應(yīng)的鍵值后，啟動計(jì)時器和相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，再直接查詢程序中預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)值，數(shù)據(jù)值可以設(shè)1到99HZ之間，通過轉(zhuǎn)換輸出相應(yīng)的電壓，從而形成所需的各種波形。而結(jié)果表現(xiàn)為輸出正弦波，當(dāng)Frequency-UP按下則波形變密，頻率增加；FrequencyDOWN按下則波形變疏，頻率減少；Amplitude-UP按下按下則波形幅值增加；Amplitude-DOWN按下則波形幅值減少。5 調(diào)試記錄與仿真結(jié)果分析5.1 調(diào)試結(jié)果圖8

24、輸出正弦波圖7正弦交流信號波頻率減少圖8正弦交流信號波頻率增加圖9正弦交流信號波幅值增加圖10正弦交流信號波幅值減少。從以上所有的仿真結(jié)果可以看出，所設(shè)計(jì)的電路可以控制產(chǎn)生1-99Hz的正弦交流信號，其精度為0.1Hz，通過按鍵操作，可對輸出信號的峰值與頻率進(jìn)行控制，基本滿足的設(shè)計(jì)要求。5.2硬件調(diào)試整個硬件調(diào)試過程基本順利，由于采用了分單元模塊制作，各個單元電路工作穩(wěn)定，給調(diào)試工作帶來很大的方便。放大模塊部分在實(shí)物模擬時，出現(xiàn)發(fā)送信號不穩(wěn)定、跳變的問題，經(jīng)過仔細(xì)的檢查，電路連線路勁和線路連接問題，最終發(fā)現(xiàn)電路連接是出現(xiàn)連接未牢固的問題，從而得以解決。5.3軟件調(diào)試雖然對于單片機(jī)的變成較熟悉，

25、但是還存在一些問題，主要有以下問題：（1）在寫調(diào)幅值的程序時，按照自己的想法寫好，下載帶單片機(jī)中，發(fā)現(xiàn)，每按一次鍵，幅值一次性增大到5V或者一次性減為0V，經(jīng)過對程序的分析得知，當(dāng)按下鍵時，程序循環(huán)很多次，為次添加一條鍵按下時死循環(huán)的語句使每次按下鍵幅值加一次后的只保持住，從而解決了問題。（2）當(dāng)幅值和顯示調(diào)試成功后，寫調(diào)頻程序時，在硬件電路中調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過添加定時器中斷的方法，結(jié)果使P0口不能夠輸出模擬信號，經(jīng)過努力，最后終于解決了這個問題。6 心得體會能力拓展訓(xùn)練是對我們在這學(xué)期學(xué)到的控制技術(shù)的理論知識的一個綜合測評，是對我們將理論結(jié)合時間的綜合能力的考查，是培養(yǎng)我們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題

26、的能力，是激發(fā)我們內(nèi)在創(chuàng)新意識的途徑。在此次課程設(shè)計(jì)中，我們學(xué)到了許多平時課堂上學(xué)不到的東西，比如：單片機(jī)系統(tǒng)的理解與應(yīng)用分析、DAC0832器件的學(xué)習(xí)、程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試、系統(tǒng)的調(diào)試以及平時沒有接觸到的在線編程與相關(guān)軟件等等。通過對電路的設(shè)計(jì)，對51系列單片機(jī)的原理和功能有了進(jìn)一步的了解，學(xué)到了更多的電路知識，如復(fù)位電路的原理，晶振電路的作用，旁路電容的作用，上拉電阻的功能，熟悉了ULN2003芯片的原理和功能，并且能對其進(jìn)行應(yīng)用。在設(shè)計(jì)過程中我遇到了許多難以解決的問題，通過去圖書館看書、上網(wǎng)查資料以及請教同學(xué)，努力最終一步一步得以解決。在測試階段，尤其是在硬件電路的檢查階段，有很深的體會，有

27、時候一個簡單的錯誤就有可能造成電路無法正常工作，通過找錯排錯，更加熟悉了電路的原理和51單片機(jī)的工作原理。通過這次能力拓展訓(xùn)練，不僅鍛煉了我的動手能力，更培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，鞏固了我以前學(xué)過的專業(yè)知識，促進(jìn)了我的自學(xué)能力。通過本次能力拓展訓(xùn)練，我更加深刻的認(rèn)識到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，小組成員分工合作，是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，只有大家團(tuán)結(jié)一致，才能更快更好的完成任務(wù)，但是從本課程設(shè)計(jì)中，我也看到了自身還存在許多不足，在實(shí)踐動手能力方面比較弱，對一些電路知識掌握得不是很好。通過本次能力拓展訓(xùn)練，我還了解了這次能力拓展訓(xùn)練將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，大量的實(shí)踐有助于進(jìn)一步理解和鞏固理論知識，提高了分析

28、和解決問題的能力。理解算法的基本應(yīng)用及其對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)應(yīng)用。什么樣的課程設(shè)計(jì)都離不開理論與實(shí)際相結(jié)合的真理，設(shè)計(jì)過程中的方案選擇和參數(shù)設(shè)定使我進(jìn)一步深刻認(rèn)識到算法的控制對整個系統(tǒng)的重要作用。一個細(xì)小的參數(shù)設(shè)定出現(xiàn)偏差，可能導(dǎo)致最后的性能指標(biāo)不和標(biāo)準(zhǔn)。所以選擇一個優(yōu)良的方案對于實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。參考文獻(xiàn)1程全.基于AT89C52實(shí)現(xiàn)的多種波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)J.周口師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005.22(5)：5758.2 周明德.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2002.341364.3 劉樂善.微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.258264.4 童詩白.模

29、擬電路技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2000.171202.5 杜華.任意波形發(fā)生器及應(yīng)用J.國外電子測量技術(shù)，2005.1：3840.6 張友德.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)踐M.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2004.4044. 7 程朗.基于8051單片機(jī)的雙通道波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004.8：100103.8 張永瑞.電子測量技術(shù)基礎(chǔ)M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.61101.9 李葉紫. MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程M.北京：清華大學(xué)出版社，2004.232238.10譚會生，張昌凡EDA 技術(shù)及應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)出版社200411孫曉明EDA實(shí)驗(yàn)

30、指導(dǎo)書武漢：武漢理工大學(xué)教材中心，20071附錄一 硬件仿真原理圖圖11 硬件仿真原理圖附錄二 程序/*/* 交流信號發(fā)生器程序 */*P3為DAC0832數(shù)據(jù)輸入端口 */*P10為DAC0832片選控制口、P11為DAC0832允許寫控制口 */*P2低4位為獨(dú)立按鍵控制口，分別為頻率加，頻率減，幅值加，幅值減。 */*編寫人：李志強(qiáng) */*時間：2013-06-26 */*/#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define

31、Dac0832Data P3sbit Dac0832Cs=P10;/DAC0832的控制端口sbit Dac0832Wr=P11;/為低電平時候表示導(dǎo)通sbit FrequenceUp=P20;/頻率加sbit FrequenceDown=P21;/頻率減sbit AmplitudeUp=P22;/幅值加sbit AmplitudeDown=P23;/幅值減uint Time=78;/定時的時間uint SinValue=50;/電壓的值uint SinFrequence=500;/輸出波頻率uint Next=0;/用于正弦波的采樣數(shù)組的移動;/正弦波數(shù)據(jù)表uchar code SinTab

32、le256=0x80,0x83,0x86,0x89,0x8c,0x8f,0x92,0x95,0x98,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb0,0xb3,0xb6,0xb9,0xbc,0xbf,0xc1,0xc4,0xc7,0xc9,0xcc,0xce,0xd1,0xd3,0xd5,0xd8,0xda,0xdc,0xde,0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xed,0xef,0xf0,0xf2,0xf3,0xf4,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfc,0xfd,0xfe,0xfe

33、,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfe,0xfd,0xfc,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf3,0xf2,0xf0,0xef,0xed,0xec,0xea,0xe8,0xe6,0xe4,0xe3,0xe1,0xde,0xdc,0xda,0xd8,0xd6,0xd3,0xd1,0xce,0xcc,0xc9,0xc7,0xc4,0xc1,0xbf,0xbc,0xb9,0xb6,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f

34、,0x9c,0x99,0x96,0x92,0x8f,0x8c,0x89,0x86,0x83,0x80,0x7d,0x79,0x76,0x73,0x70,0x6d,0x6a,0x67,0x64,0x61,0x5e,0x5b,0x58,0x55,0x52,0x4f,0x4c,0x49,0x46,0x43,0x41,0x3e,0x3b,0x39,0x36,0x33,0x31,0x2e,0x2c,0x2a,0x27,0x25,0x23,0x21,0x1f,0x1d,0x1b,0x19,0x17,0x15,0x14,0x12,0x10,0xf,0xd,0xc,0xb,0x9,0x8,0x7,0x6,0x

35、5,0x4,0x3,0x3,0x2,0x1,0x1,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0,0x1,0x1,0x2,0x3,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xa,0xc,0xd,0xe,0x10,0x12,0x13,0x15,0x17,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x23,0x25,0x27,0x29,0x2c,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3b,0x3d,0x40,0x43,0x46,0x48,0x4b,0x4e,0x51,0x54,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x73,0x76,0x79,0x7c;void DelayMs(uchar Ms) /延時為1msuchar i=0;for(i=110;i>0;i-)for(Ms;Ms>0;Ms-);/=/按鍵的程序/=/void KeyScan()if(Fre