基于單片機的波形發(fā)生器

1摘要本系統(tǒng)是基于AT89C51單片機的數(shù)字式低頻信號發(fā)生器。采用AT89C51單片機作為控制核心，外圍采用數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路〔DAC0832〕、運放電路〔LM324〕、按鍵和8位數(shù)碼管等。通過按鍵控制可產(chǎn)生方波、三角波、正弦波等，同時用數(shù)碼管指示其對應(yīng)的頻率。其設(shè)計簡單、性能優(yōu)好，可用于多種需要低頻信號的場所，具有一定的實用性。各種各樣的信號是通信領(lǐng)域的重要組成局部，其中正弦波、三角波和方波等是較為常見的信號。在科學(xué)研究及教學(xué)實驗中常常需要這幾種信號的發(fā)生裝置。為了實驗、研究方便，研制一種靈活適用、功能齊全、使用方便的信號源是十分必要的。本文介紹的是利用AT89C51單片機和數(shù)模轉(zhuǎn)換器件DAC0832產(chǎn)生所需不同信號的低頻信號源，其信號幅度和頻率都是可以按要求控制的。文中簡要介紹了DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)原理和使用方法，AT89C51的根底理論，以及與設(shè)計電路有關(guān)的各種芯片。文中著重介紹了如何利用單片機控制D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生上述信號的硬件電路和軟件編程。信號頻率幅度也按要求可調(diào)。本次關(guān)于產(chǎn)生不同低頻信號的信號源的設(shè)計方案，不僅在理論和實踐上都能滿足實驗的要求，而且具有很強的可行性。該信號源的特點是：體積小、價格低廉、性能穩(wěn)定、實現(xiàn)方便、功能齊全。關(guān)鍵詞 ：AT89C51DAC0832LM3248位數(shù)碼管顯示1AbstractWaveformThesystemisadigitalsignalgeneratorbasedonsinglechipcomputer.At89c51isusedasacontrolmicrocontrollercore.Thesystemiscomposedbydigital/analogcomversion(DAC0832),implycircuit,buttonandnixietube.Itcangeneratethesquare,triangleandsinewave,withnixietube.Thesystemcanbeusedforasignalsoureinthelow-frequencysignalsoure.Itisverypractical.Varioussignalsareanimportantpartofcorrespondentarea.Inthisarea,sinewave,trianglewaveandsquarewavearecommonsignals.Inscienceresearchandteachingexperiment,weoftenneedtheoccurrenceequipmentofthesesignals.Inordertomaketheexperimentandresearcheasier,todevelopasuitable,fullfunctionalandeasilyusedsignalssourceisessential.ThispaperintroducesthelowfrequencysourcesofdifferentsignalsthatareproducedbyAT89C51SCMandDAC0832.Itssignalrangeandfrequencycanbecontrolledbyrequirement.ThispaperbrieflyintroducesthestructureprincipleandusageofDAC0832,thebasictheoryofAT89C51andvariouschipswhichrelevanttodesigncircuit.thispaperemphasizedhowtouseSCMtocontrolthehardwarecircuitandsoftwareprogramofthesignalsabovewhichproducedbyDAC0832.Thesignalfrequencyrangealsocanbeadjustedbyrequirement.Thissignalsourcedesignplanconcernsonproducingdifferentlowfrequencysignals,notonlymeettherequestofexperimentintheoryandinpractice,butalsohavestrongfeasibility.Thetraitofthissignalsourceis:smallvolume,lowprice,stablefunction,easilyachievable,andfullfunction.Keywords:AT89C51,DA0832,LM324,8nixietubedisplay1目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 I幼Ab保st罵ra歇ct豪 襖II語目錄碌 深I(lǐng)I被I白前言括 麥1榨1全波形費發(fā)生捉器概襪述困 類2撞1.膚1雖波形膠發(fā)生務(wù)器的程開展臺狀況給 蹄2脖1.播2政國內(nèi)瞇外波盆形發(fā)饒生器傲產(chǎn)品泡比擬襖 派4負(fù)2稠方案燥論證漸與艇比擬灘 累5摩2.鉛1烈方案絲一什 乏5玉2.箏2戴方案卸二距 訂6茄2.遺3棄方案病三碗 金6叉3壺硬件爹原理踐 霸8算3.管1耳MC牌S-朱51之單片查機的臘內(nèi)部艙結(jié)構(gòu)塊 竊8議3.尚1.耽1舞內(nèi)部旺結(jié)構(gòu)希概述項 桐8倍3.可1.幕2班CP欣U微結(jié)構(gòu)閥 藝9尖3.避1.稈3逝存儲井器和臨特殊祝功能另存放翼器沸 夫10陰3.悶2藥P0灰-P勒3全口結(jié)柜構(gòu)萍 慮11涂3.段3險時鐘跡電路挑和復(fù)該位電泊路指 尸11泄3.協(xié)3.飽1腫時鐘僻電路隊 粥11幫3.蜜3.擦2菜單片衫機的邊復(fù)位彼狀態(tài)竄 匠12熱3.賄4鄙DA撿C0司83盯2如的引國腳及基功能寶 逮13榜4區(qū)軟件涼原理起 才15壇4.劉1賺主流閥程圖弊 姜15眾4.東2初鋸齒姨波仿續(xù)真圖約 尿16蘭4.職3繳三角殘波仿要真圖擁 落17急4.肥4聰方波唉仿真胡圖邁 樓19陽4.齒5如正弦耗波仿炒真圖姥 逼20威總結(jié)揪 解22扁致謝每 女23羞參考轎文獻咳 圣241中前言趣渣波形蚊發(fā)生隙器也輕稱函幣數(shù)發(fā)穿生器阻，作盆為實吐驗信孤號源足，是邀現(xiàn)今碑各種型電子俊電路該實驗激設(shè)計蔽應(yīng)用悄中必智不可扁少的徑儀器蹈設(shè)備光之一領(lǐng)。目某前，蠢市場孩上常鼠見的薄波形盒發(fā)生樂器多燥為純昂硬件濤的搭急接而救成，暫且波贈形種酷類有殃限，膚多為文鋸齒舞波，醋正弦根波，洲方波臺，三間角波斥等波泄形。換信號川發(fā)生跪器作骨為一彼種常秘見的楊應(yīng)用蔬電子娛儀器攏設(shè)備概，傳羞統(tǒng)的贏可以顏完全陰由硬頸件電逼路搭于接而利成，鑰如采矮用5邊55嗚振蕩婦電路翅發(fā)生淘正弦互波、脖三角尚波和盆方波刻的電養(yǎng)路便尊是可吐取的奪路經(jīng)壟之一辣，不鍬用依獎靠單外片機悄。但溝是這肥種電譜路存套在波鋤形質(zhì)怨量差耗，控管制難賞，可彩調(diào)范鴨圍小孟，電旨路復(fù)鴨雜和圈體積味大等程缺點波。在數(shù)科學(xué)銅研究解和生否產(chǎn)實幻踐中但，如棟工業(yè)茶過程侵控制洪，生場物醫(yī)院學(xué)，怨地震晃模擬域機械賓振動咳等領(lǐng)饞域常賄常要夕用到干低頻站信號漸源。倡而由破硬件趕電路悅構(gòu)成燃的低忘頻信兼號其祥性能是難以鐘令人型滿意糾，而敬且由抽于低煮頻信址號源誦所需啊的R鋒C很舌大；紗大電誤阻，貧大電社容在但制作河上有枯困難男，參彼數(shù)的就精度靈亦難緞以保亡證；牲體積找大，久漏電狀，損鋒耗顯予著更作是致燙命的寒弱點弱。一漫旦工智作需蓄求功生能有母增加館，那么馳電路駝復(fù)雜駁程度騙會大浮大增兩加。搶1好波形滔發(fā)生賣器概藥述忙在電隨子工瘦程、痕通信帆工程鼓、自捕動控笨制、鈔遙測扎控制鏡、測鹿量儀某器、甘儀表皮和計券算機邊等技距術(shù)領(lǐng)水域，膚經(jīng)常絲需要堅用到乒各種層各樣沾的信蒙號波雀形發(fā)輪生器概。隨援著集示成電祖路的鬧迅速途開展是，用姐集成坊電路貫可很魔方便拐地構(gòu)栽成各蛛種信果號波蟲形發(fā)姐生器恒。用時集成拘電路半實現(xiàn)圖的信誠號波秒形發(fā)炊生器湖與其號它信寬號波州形發(fā)喬生器兆相比因，其名波形死質(zhì)量彎、幅遍度和傘頻率爐穩(wěn)定卵性等蘿性能備指標(biāo)折，都趁有了澆很大婦的提垮高。倍1.謀1皇波形羞發(fā)生姓器的攤開展駛狀況標(biāo)騰波形污發(fā)生念器是妥能夠踢產(chǎn)生別大量伸的標(biāo)攝準(zhǔn)信畝號和飽用戶圣定義誓信號寸，并假保證辦高精尼度、影高穩(wěn)瞞定性磁、可瑞重復(fù)夕性和頭易操蘆作性習(xí)的電勸子儀栗器。綿函數(shù)查波形剝發(fā)生擱器具蹄有連虎續(xù)的咐相位脅變換泛、和趁頻率況穩(wěn)定棍性等括優(yōu)點召，不性僅可藍以模起擬各肢種復(fù)止雜信例號，水還可絮對頻罷率、撲幅值按、相咐移、濫波形臨進行庫動態(tài)交、及震時的宰控制文，并刻能夠購與其陵它儀崖器進嫂行通蔥訊，嶼組成燦自動長測試振系統(tǒng)讀，因慶此被炊廣泛玩用于懲自動拐控制完系統(tǒng)悶、震闖動激掩勵、邊通訊繁和儀樸器儀協(xié)表領(lǐng)命域。偽在燒7吉0某年代琴前，竿信號柳發(fā)生冰器主箏要有娛兩類郊：正教弦波斑和脈騰沖波誤，而束函數(shù)跟發(fā)生療器介怠于兩老類之售間，由能夠粒提供幻正弦躺波、達余弦市波、款方波孔、三目角波借、上毀弦波耗等幾宜種常尚用標(biāo)似準(zhǔn)波茫形，俘產(chǎn)生策其它推波形奮時，匠需要粥采用普較復(fù)貌雜的晴電路茫和機說電結(jié)磁合的釋方法懲。這欲個時針期的皮波形所發(fā)生度器多答采用損模擬鞋電子壺技術(shù)交，而賠且模紡擬器窄件構(gòu)律成的拌電路思存在抓著尺項寸大輕、價引格貴救、功與耗大程等缺兩點，主并且晌要產(chǎn)架生較座為復(fù)境雜的犁信號序波形捕，那么佳電路剪結(jié)構(gòu)考非常拒復(fù)雜僅。同戀時，賞主要逢表現(xiàn)獨為兩階個突傍出問復(fù)題，晉一是兩通過按電位肺器的班調(diào)節(jié)啄來實全現(xiàn)輸闊出頻卸率的尋調(diào)節(jié)駱，因隔此很殘難將乒頻率之調(diào)到紛某一按固定兄值；吊二是府脈沖娛的占貧空比誦不可記調(diào)節(jié)遙。蛾在剝7紋0虛年代牙后，慎微處然理器勞的出稈現(xiàn)，豆可以維利用文處理核器、灑A/鼓D/某和墊D飾/A是，硬達件和創(chuàng)軟件安使波捉形發(fā)屠生器酸的功仔能擴蜜大，餃產(chǎn)生例更加圓復(fù)雜忍的波錦形。皂這時嫩期的卸波形嗓發(fā)生酒器多研以軟傾件為抓主，躬實質(zhì)活是采耳用微殼處理憐器對綿D丘AC感的程尊序控現(xiàn)制，擠就可丟以得綢到各粗種簡議單的知波形屋。躺觸90真浩年代得末，嘉出現(xiàn)眼幾種三真正堤高性善能、廟高價迅格的狐函數(shù)秀發(fā)生析器、灑但是我HP錯公司輪推出言了型喘號為峽H尸P7土70趁S到的信鈔號模副擬裝潑置系捧統(tǒng)，竹它由猴H固P息87梁70拒A拿任意精波形簽數(shù)字爹化和蛛H唉P散17騎76佛A毯波形弊發(fā)生瓶軟件議組成掏。鏈HP休87或70礙A紹實際校上也寧只能戒產(chǎn)生栗8鉆中波恒形，須而且罷價格襖昂貴唇。不家久以丈后，紡An滾al指og折ic允公司毛推出基了型尖號為兩D術(shù)at動a-技20昌20踩的多藝波形買合成子器，報Le淘cr貼oy幟旗公司煙生產(chǎn)涌的型謝號為躁91蜘00現(xiàn)熊的任富意波隙形發(fā)錫生器趴等。行葵到了駐二十殖一世蘋紀(jì)，向隨著醉集成擊電路燭技術(shù)詳?shù)母呷杷侔l(fā)守展，限出現(xiàn)朋了多渣種工相作頻窮率可塊過暗G餅Hz盆夜的蔽DD好S慚芯片陜，同怕時也遲推動討了函瘦數(shù)波師形發(fā)碧生器翠的發(fā)程展，批20駝03縣初年，丸Ag怖il飼en槽t憤的產(chǎn)眉品亞拴33謀22稍0A畜能夠艦產(chǎn)生窩1魄7縮桂種波襯形，楚最高走頻率?？蛇_兄到礦挨20壟M已，鈔20薄05敏留年的充產(chǎn)品階N貴60號30存A肉奧能夠外產(chǎn)生舞高達兵5權(quán)00跟MH渴z博鞭的頻益率，老采樣詳?shù)念l邊率可爹達撿1鐮.2波5G嘉Hz攔。由參上面?zhèn)蔚漠a(chǎn)村品可牲以看跳出，甩函數(shù)描波形丈發(fā)生況器發(fā)閣展很喉快近宏幾年深來，低國際幣上波捎形發(fā)伏生器沸技術(shù)條開展場主要才表達蝕在以盆下幾剩個方慌面：學(xué)〔責(zé)1抄〕過國去由訂于頻抄率很斷低應(yīng)獵用的面范圍媽比擬闖狹小武，輸揪出波炎形頻赤率的園提高末，使呼得波獸形發(fā)熄生器辭能應(yīng)押用于大越來昂越廣萄的領(lǐng)羽域。畫波形耕發(fā)生燙器軟剛件的順開發(fā)該正使攀波形值數(shù)據(jù)貧的輸塌入變衡得更捆加方己便和樓容易搜。波晝形發(fā)長生器結(jié)通常捷允許迷用一銜系列引的點神、直亞線和辦固定頌的函歉數(shù)段瞧把波世形數(shù)蛛據(jù)存眾入存設(shè)儲器膊。同術(shù)時可且以利貿(mào)用一冷種強待有力續(xù)的數(shù)酬學(xué)方窗程輸秋入方歪式，綿復(fù)雜使的波掃形可穗以由繼幾個蜘比擬醉簡單動的公負(fù)式復(fù)陡合成倦v刪=f誕(北t)漆形式潤的波體形方汪程的游數(shù)學(xué)民表達隔式產(chǎn)借生。叔從而副促進寸了函突數(shù)波梢形發(fā)盾生器伐向任癢意波極形發(fā)吸生器爆的發(fā)貴展，射各種擊計算籠機語舅言的抖飛速釋開展衣也對益任意惑波形竊發(fā)生爹器軟平件技健術(shù)起形到了椒推動請作用復(fù)。目處前可糠以利缸用可演視化肺編程毒語言寒(歇如滔Vi淡su百al越B稻as用ic吵,頃Vi仆su判al偏C坦窯等等念)饞編寫晃任意惠波形土發(fā)生硬器的津軟面蛾板，括這樣赴允許座從計籮算機械顯示撥屏上劑輸入碼任意跡波形嫌，來惑實現(xiàn)中波形離的輸賄入。燒勺〔邁2飯〕與差VX復(fù)I餐資源陽結(jié)合也。目闊前，貌波形蔥發(fā)生繼器由糖獨立跪的臺令式儀滅器和杠適用竭于個京人計播算機腦的插饞卡以覽及新凡近開宵發(fā)的鑰VX淡I比模塊暮。由樓于嫩VX煙I欣總線如的逐頓漸成啟熟和炒對測蝴量儀虜器的陜高要數(shù)求，遙在很求多領(lǐng)箏域需碑要使產(chǎn)用侮VX偵I原系統(tǒng)延測量穿產(chǎn)生坑復(fù)雜滑的波床形，紐VX圓I紹的系繡統(tǒng)資響源提絮供了育明顯瓜的優(yōu)嫌越性玉，但漸由于拳開發(fā)墓VX螞I吹模塊接的周求期長揉，而偉且需蘆要專劫門的縮VX駛I塞機箱基的配劣套使柜用，團使得揚波形釋發(fā)生僚器控VX社I辰模塊理僅限粥于航糖空、脊軍事毫及國胞防等潤大型托領(lǐng)域渴。在袍民用您方面嬌，拘VX滑I姿模塊敏遠遠激不如豎臺式縫儀器再更為獎方便蹦。繭武〔媽3新〕隨宋著信慢息技播術(shù)蓬喊勃發(fā)業(yè)展，譜臺式吵儀器隆在走詳了一檔段下賺坡路伏之后額，又員重新活繁榮糞起來除。不浪過現(xiàn)運在新兇的臺度式儀傅器的苦形態(tài)庸，和達幾年鐮前的裁己有滑很大煌的不岡同。門這些輸新一聾代臺孝式儀償器具如有多撥種特腳性，襯可以屯執(zhí)行增多種體功能泊。而態(tài)且外搬形尺疫寸與及價格愛，都驕比過呆去的球類似庫產(chǎn)品米減少滔了一召半。己1.扛2受國內(nèi)飛外波擺形發(fā)欲生器壟產(chǎn)品旅比擬近弊早在懇1止97挪8懸年，興由美盜國腫W答av育et睡ek劃巖公司獅和日蹲本東擇亞電泉波工玩業(yè)公源司公叼布了里最高薪取樣卻頻率糧為頃5漁MH宜z珍，可易以形騾成設(shè)2憂56濾維點譜(嘗存儲館長度緩)和波形冤數(shù)據(jù)狀，垂蜂直分架辨率迷為米8b衡it睜，主孕要用構(gòu)于振籠動、晃醫(yī)療唯、材連料等考領(lǐng)域棚的第想一代塵高性替能信詞號源東，經(jīng)蒜過將門近徹30佳年的籮開展認(rèn)，伴母隨著正電子航元器英件、爪電路閃、及云生產(chǎn)邪設(shè)備壽的高友速化渴、高物集成宵化，羞波形循發(fā)生島器的薦性能躬有了青飛速扛的提壟高。女變得善操作匪越來賠越簡期單而橡輸出京波形銳的能哪力越縫來越兔強。韻波形屢操作躬方法姜的好昏壞，廈是由枕波形蔑發(fā)生糞器控核制軟劃件質(zhì)秘量保線證的趣，編覺輯功員能增覽加的襪越多順，波各形形繩成的舒操作滾性越粒好。破浸2亭方案蔬論證抖與無比擬兆依據(jù)脂應(yīng)用尤場合票．需壇要實艙現(xiàn)的輸波形鵝種類陽，波慮形發(fā)兔生器監(jiān)的具址體指述標(biāo)要桶求會腎有所乒不同葛。依哪據(jù)不棗同的騰設(shè)計框要求攏選取石不同宜的設(shè)鄭計方曬案。絡(luò)通常詠，波材形發(fā)跑生器魚需要鵝實現(xiàn)偉的波孝形有滿正弦械波、渴方波嗚、三躁角波俱和鋸貪齒波終。有追些場何合可御能還其需要性任意測波形液的產(chǎn)陜生。餡各種釀波形覽共有媽的指朋標(biāo)有首：波船形的濁頻率歪、幅臭度要缸求，尋頻率臟穩(wěn)定包度，燭準(zhǔn)確衫度等客。對慣于不蘇同波冬形，檔具體脈的指炊標(biāo)要稅求也斥會有慰所差屬異，遇例如鞋，占想空比坑是脈勻沖波姻形特楚有的漠指標(biāo)長。波芳形發(fā)盛生器燕的設(shè)機計方賞案多誠種多頸樣，閘大致組可以胃分為炊三大轉(zhuǎn)類：計純硬揭件設(shè)農(nóng)計法漿、純橋軟件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