函數(shù)波形發(fā)生器課程設(shè)計(jì)_secret

1、Nanhua University課程設(shè)計(jì)（論文）題 目： 函數(shù)波形發(fā)生器 學(xué)院名稱： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 同組人員： 學(xué) 號(hào)： 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(dòng)了社會(huì)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(dòng)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(shí)都可以看到街上有很多可以用卡取錢的機(jī)器(ATM自動(dòng)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. 

2、;這些“高科技”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(shí)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(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)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(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)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(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等

3、，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)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(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師?？萍荚桨l(fā)達(dá)，智能化的東西就越多，使用的單片機(jī)就越多?？磥韺W(xué)單片機(jī)是社會(huì)發(fā)展的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(duì)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(shí)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義 編 者 2007年12月 目錄一、 設(shè)計(jì)目的.1二、 設(shè)計(jì)要

4、求.1三、 背景知識(shí).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(shí)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(huì).10七、 參考文獻(xiàn).10一、設(shè)計(jì)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(jì)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(diǎn)。三、 背景知識(shí)8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832簡介

5、：DAC0832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(gè)系列的芯片 以其價(jià)格低廉、接口簡單、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(gè)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(shí)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）；

6、·低功耗，200mW。為便于DAC0832的使用，特將其應(yīng)用特性總結(jié)如下：·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(shí)現(xiàn)對(duì)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(jí)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(shí)，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 DAC083

7、2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(hào)，高電平有效；/CS： 輸入寄存器選擇信號(hào)，低電平有效。/WR1為輸入寄存器的寫選通信號(hào)。輸入寄存器的鎖存信號(hào)/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(shí)，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(hào)，低電平有效。/WR2為DAC寄存器的寫選通信號(hào)。DAC寄存器的鎖存信號(hào)/LE2,由/XEFR、/WR2的邏輯組合產(chǎn)生

8、。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(shí)，DAC寄存器的輸出和輸入寄存器的狀態(tài)一致，/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(hào)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(hào)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。

9、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)

10、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(jí)緩沖器型，即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過兩級(jí)緩沖器型，即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過兩級(jí)緩沖器后，送D/A轉(zhuǎn)換電路。第二種是單級(jí)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(gè)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

11、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(gè)運(yùn)算放大器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(shí)，輸出電壓UOUT=-VREF；當(dāng)D=80H時(shí)，UOUT=0；當(dāng)D=FFH時(shí)，?？梢姴ㄐ蔚淖畲蠓涤?/p>

12、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)的各浮空節(jié)點(diǎn)為“0”。P3口用來驅(qū)動(dòng)一組發(fā)光二極管，每種波形對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管作為波形的指示器。五、軟件實(shí)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(jì)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(shí)子程序的方法來實(shí)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

13、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ORG 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(jí) CLR IT1 ；令I(lǐng)NT1為電平觸發(fā) SJMP $ ；等待中斷Xua

14、nze：INC R7 CJNE R7,#06H,ABC RETIABC： MOV R7 ,#01H RETBegin：MOV DPTR ,#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

15、數(shù)顯示MOV A , BLJMP BIAOMOV DPTR, #0BCFFH ；8255PA地址MOVX DPTR,A ；個(gè)位數(shù)顯示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：C

16、JNE 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：SINETixing: 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,

17、A ；輸出一個(gè)幅度的方波 LCALL Delay ；調(diào)125ms延時(shí)子程序：DelayMOV A ,#00HMOVX DPTR,A ；輸出另一個(gè)幅度的方波LCALL Delay ；調(diào)125ms延時(shí)子程序：DelayRET ；返回125ms延時(shí)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,A

18、        INC A         JNZ UPDOWN:   DEC A        MOVX DPTR,A        JNZ DOWN RET；4、輸出鋸齒波子程序：SANTOOSANTOO: MOV A ,#00H MOV DPTR,#7F

19、FFHLLOOP： 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 210,213,216,

20、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 81,77,73,69,65,61,57,54,50,47,43,40,37 DB 34,31,28,25,23,20,18,16,14,12,10,9,7 DB 6,5,4,3,2,2,1,1,1,1,1,2,2,3,4,5,6 DB 7,9,10,12,14,16,18,20,23,25,28,30,33,36 DB 40,43,46,50,53,57,60,64,68,72,76,80,84 DB 88,93,97,101,106,110,11