DAC0832波形發(fā)生器課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

1、精選文檔 DAC的輸出控制 班 級(jí)： 1221201 專(zhuān) 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 姓 名： xxxxx 學(xué) 號(hào)： xxxxx 指導(dǎo)老師： 周偉 東華理工大學(xué) 2015年1月12日目 錄第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案21.1 設(shè)計(jì)思路21.2 方案比較與選擇.2第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).2.2.1 主控制器電路22.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路3第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì). .63.1 系統(tǒng)整體流程. .63.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換程序. .6第4章 系統(tǒng)調(diào)試 84.1 proteus的調(diào)試.8第5章 結(jié)論與總結(jié)115.1 結(jié)論.11（系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與完成做一個(gè)總結(jié)，是客觀的，主要包括：設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)過(guò)程，測(cè)試結(jié)果及完善改進(jìn)的方向。）5.2

2、 總結(jié).11（這是一個(gè)主觀的總結(jié)，談?wù)勛约菏斋@和不足等方面的內(nèi)容。）第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1.1 設(shè)計(jì)思路（一）、課設(shè)需要各個(gè)波形的基本輸出。如輸出矩形波、鋸齒波，正弦波。這些波形的實(shí)現(xiàn)的具體步驟：正弦波的實(shí)現(xiàn)是非常麻煩的。它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是通過(guò)定義一些數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行時(shí)直接輸出定義的數(shù)據(jù)就可以了。然而為了實(shí)現(xiàn)100HZ的頻率，終于發(fā)現(xiàn)，將總時(shí)間除了總步數(shù)，根據(jù)每步執(zhí)行時(shí)間，算出延時(shí)時(shí)間，最終達(dá)到要求，然后建一個(gè)表通過(guò)查表來(lái)進(jìn)行輸出，這樣主要工作任務(wù)就落到了建表的過(guò)程中。這樣做的好處在于，查表所耗費(fèi)的時(shí)鐘周期相同，這樣輸出的點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離就相等了，輸出的波形行將更趨于完美，當(dāng)然更讓我們感到的高興的是

3、它輸出波形的頻率將近達(dá)到了100赫茲，能夠滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的擴(kuò)展要求了。而三角波，則每次累加1，當(dāng)達(dá)到初值時(shí)，每次累減1，算出延時(shí)時(shí)間，也就達(dá)到要求了，矩形波和鋸齒波類(lèi)似。（二）、這次做的三種波形可以相互轉(zhuǎn)換，這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來(lái)找了很多人最終發(fā)現(xiàn)，在每次循環(huán)之初進(jìn)行掃描，而在每個(gè)中斷入口處，對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行設(shè)定，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的。1.2 方案比較與選擇方案一：采用模擬電路搭建函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，它可以同時(shí)產(chǎn)生方波、三角波、正弦波。但是這種模塊產(chǎn)生的不能產(chǎn)生任意的波形（例如梯形波），并且頻率調(diào)節(jié)很不方便。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

4、，但難以達(dá)到輸出頻率覆蓋系數(shù)的要求，且電路復(fù)雜。方案三：使用集成信號(hào)發(fā)生器發(fā)生芯片，例如AD9854,它可以生成最高幾十MHZ的波形。但是該方案也不能產(chǎn)生任意波形（例如梯形波），并且價(jià)格昂貴。方案四：采用AT89C51單片機(jī)和DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器生成波形，加上一個(gè)低通濾波器，生成的波形比較純凈。它的特點(diǎn)是可產(chǎn)生任意波形，頻率容易調(diào)節(jié)，頻率能達(dá)到設(shè)計(jì)的500HZ以上。性能高，在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少。經(jīng)比較，方案四既可滿足課程設(shè)計(jì)的基本要求又能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，電路簡(jiǎn)單，易控制，性?xún)r(jià)比高，所以采用該方案.第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 主控制器電路89C52可編程并行接口芯片

5、有三個(gè)輸入輸出端口，即A口、B口和C口，對(duì)應(yīng)于引腳PA7PA0、PB7PB0和PC7PC0。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。C口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè)4位鎖存器。它們分別與端口AB配合使用，可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。89C52可編程并行接口芯片工作方式說(shuō)明:方式0：基本輸入輸出方式。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。每一個(gè)端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 方式1：選通輸入輸出方式。這時(shí)A口或B口的8位外設(shè)線用作輸入或輸出，C口的4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和

6、中斷請(qǐng)求信號(hào)。方式2：雙向總線方式。只有A口具備雙向總線方式，8位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時(shí)C口的5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。u 原理框圖：硬件設(shè)計(jì)2.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由于單片機(jī)產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào)，要想得到所需要的波形，就要把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，所以該文選用價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易并具有8位分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832。DAC0832主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。但實(shí)際上，DAC0832輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對(duì)分辨率為單位增減，是準(zhǔn)模擬量的輸出。DAC0832是電流型輸出，在應(yīng)用時(shí)外接運(yùn)放使之成為

7、電壓型輸出。1、DAC0832的引腳及功能：DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。u 各引腳功能說(shuō)明：D0D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效； CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生

8、LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR2、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換。 IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程

9、精度； Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V+15V； VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-10V+10V； AGND：模擬信號(hào)地 DGND：數(shù)字信號(hào)地u 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(guò)雙重緩沖后再送入DA轉(zhuǎn)換電路，執(zhí)行兩次寫(xiě)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(shí)，進(jìn)行下一個(gè)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(shí)輸出多個(gè)模擬量的場(chǎng)合。此時(shí)，要用多片DAC0832組成模擬輸出系統(tǒng)，每片對(duì)應(yīng)一個(gè)模擬量。 （2）單緩沖方式：不需要多個(gè)模擬量同時(shí)輸出時(shí)，可采用此種方式。此時(shí)兩個(gè)寄存器之一處于直通狀態(tài)，輸入數(shù)據(jù)只經(jīng)過(guò)

10、一級(jí)緩沖送入DA轉(zhuǎn)換電路。這種方式只需執(zhí)行一次寫(xiě)操作，即可完成DA轉(zhuǎn)換。 （3）直通方式：此時(shí)兩個(gè)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(gè)鎖存寄存器同時(shí)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。第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)整體流程3.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DAC0832 P2 #define ALL 65536 #

11、define Fosc 12000000 uchar TH_0,TL_0,flag1,flag=0;uint FREQ=100,num; float temp;uchar code sin_num= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1,2,2,2, 2, 3, 3, 4, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7,7,8,8,9,9, 10, 10, 11, 12, 12, 13, 14, 15, 15, 16, 17, 18, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32,

12、34, 35, 36,37, 38, 39, 40, 41, 42, 44, 45, 46, 47, 49, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 59, 60, 61, 63, 64, 66, 67, 68, 70, 71, 73, 74, 75, 77, 78, 80, 81, 83, 84, 86, 87, 89, 90, 92, 93, 95, 96, 98, 99, 101,102, 104, 106,107, 109, 110, 112, 113, 115, 116, 118, 120, 121,123,124,126,128, 129, 131, 132, 13

13、4, 135, 137, 139, 140, 142, 143, 145, 146,148, 149,151,153, 154, 156, 157, 159, 160, 162, 163, 165, 166, 168, 169,171,172,174,175,177, 178, 180, 181, 182, 184, 185, 187, 188, 189, 191, 192,194,195,196,198,199, 200, 201, 203, 204, 205, 206, 208, 209, 210, 211, 213,214,215,216,217,218, 219, 220, 221,

14、223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230,230,231,232,233,234, 235, 236, 237, 237, 238, 239, 240, 240, 241, 242, 243,243,244,245,245,246, 246, 247, 247, 248, 248, 249, 249, 250, 250, 251, 251, 251,252,252,253,253, 253, 253, 254, 254, 254, 254, 254, 255, 255, 255, 255, 255,255,255,255,255 ;sbit cs=P36;s

15、bit change1=P32; sbit change2=P31;sbit change3=P30;void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void init() TMOD=0X01; temp=ALL-Fosc/12.0/256/FREQ; TH_0=(uint)temp/256; TL_0=(uint)temp%256; EA=1; EX0=1; IT0=1; ET0=1; TR0=1; void changefreq(void) if(change=0) flag+; if(flag=4) flag=0

16、;num=0; TH_0=(uint)temp/256; TL_0=(uint)temp%256; void sanjiaobo(void) for(num=0;num0;-num) cs=0;DAC0832=num;cs=1;void fangbo(void) cs=0;DAC0832=0XFF;cs=1; for(num=0;num0;num-);void juchibo(void) cs=0;DAC0832=+num;cs=1;void zhengxianbo(void) for(num=0;num0;num-) cs=0;DAC0832=sin_numnum;cs=1;void ext

17、0() interrupt 0 changefreq();void timer0() interrupt 1 TH0=TH_0;TL0=TL_0; TR0=0; switch(flag) case 0: sanjiaobo();TR0=1;break; case 1: fangbo();TR0=1;break; case 2: juchibo();TR0=1;break; case 3: zhengxianbo();TR0=1;break; default: ; void main() init(); while(1);第4章 系統(tǒng)調(diào)試 4.1 proteus的調(diào)試 矩形波鋸齒波正弦波 第5章

18、 結(jié)論與總結(jié)5.1 結(jié)論基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)，這個(gè)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)中涉及到一個(gè)典型的控制過(guò)程。通過(guò)單片機(jī)控制一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832產(chǎn)生所需要的電流，然后使用運(yùn)算放大器LM324可以將其電流輸出線性地轉(zhuǎn)換成電壓輸出，再將電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器的放大，可以得到足夠幅度的信號(hào)。通過(guò)程序的控制，可以產(chǎn)生一系列有規(guī)律的波形。有了大概思路后，我就開(kāi)始連接硬件電路。首先，我先根據(jù)要求找好了需要的原件，單片機(jī)AT89C52用作主控制模塊；然后再連好數(shù)模轉(zhuǎn)換電路這一塊；再者把這兩段組合在一起，就完成了一個(gè)簡(jiǎn)單硬件電路。最后根據(jù)連好電路寫(xiě)出所需程序，運(yùn)行成功后形成Hex文件。再用自己連好的仿真圖運(yùn)行，如果運(yùn)行正常，就可以得到我們需要的波形。按鍵可以切換波形和改變頻率幅度的大小。雖然波形圖基本可以實(shí)現(xiàn)，但電路圖還存在一些問(wèn)題。就放大電路這塊來(lái)說(shuō)，我個(gè)人只用了一個(gè)放大器，反饋電路用的正向放大，幅度調(diào)節(jié)不明顯。我后來(lái)就增大了放大倍數(shù)，效果相比較好了很多5.2 總結(jié)課設(shè)開(kāi)始的時(shí)候由于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，不知從何下手，所