波形發(fā)生器課程設(shè)計

波形發(fā)生器課程設(shè)計波形發(fā)生器課程設(shè)計/波形發(fā)生器課程設(shè)計課程設(shè)計題目波形發(fā)生器姓名院（系）專業(yè)班級學號日期2010年12月13日—2010年12月19日摘要數(shù)模轉(zhuǎn)化器可以實現(xiàn)將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量的功能，對于理想的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，輸入的數(shù)字量的波形與輸出的模擬量之間呈線性關(guān)系。因此，通過使用單片機來輸出不同的數(shù)字量，再通過D/A轉(zhuǎn)換，就可以得到不同的波形。本文主要講述通過單片機產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波、梯形波、正弦波的數(shù)字量，并給出相應的D/A轉(zhuǎn)化電路，進而得到具有相應波形的模擬量。這五種波形的數(shù)字量都可以簡單地通過定時器中斷來產(chǎn)生。關(guān)鍵詞：波形發(fā)生數(shù)模轉(zhuǎn)換單片機定時器中斷實驗原理利用單片機實現(xiàn)波形輸出的重點在于對應波形的數(shù)字量的產(chǎn)生。不同波形產(chǎn)生實質(zhì)上是對輸出的二進制數(shù)字量進行相應改變來實現(xiàn)的。在本文中，所有波形的二進制數(shù)字量的產(chǎn)生都通過定時器中斷。在每次中斷中，八位的二進制數(shù)字量通過I/O口輸出，再經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化為模擬量。除正弦信號，其他波形的初始的八位二進制數(shù)字量都為0。各種波形的數(shù)字量產(chǎn)生如下：對于方波信號，在每次定時器中斷時都對二進制數(shù)字量進行位取反，因此，方波信號的二進制數(shù)字量總是在0x00和0xff二者上變動。對于三角波信號，在每次定時器中斷中，二進制數(shù)字量依次加1，達到0xff時依次減1對于鋸齒波信號，其類似于三角波信號，但在達到0xff時將二進制數(shù)字量置為0x00對于梯形波信號，其類似于三角波信號，但在達到0xff或0x00時，都會保持一段時間對于正弦波信號，可以直接對正弦曲線進行均勻取樣后直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，在每次定時器中斷中，都依序?qū)⑦@些數(shù)字量輸出對于D/A轉(zhuǎn)換，可以利用集成芯片DAC0832來實現(xiàn)。由于DAC0832輸出的是電流量，在D/A轉(zhuǎn)換后需要添加額外的比例運放電路來產(chǎn)生電壓量。實驗電路實驗的流程如下：單片機在開始運行后就會不斷進行鍵盤掃描。當按下對應波形的按鈕后，單片機會產(chǎn)生相應波形的數(shù)字量，這個數(shù)字量作為DAC0832的輸入再被轉(zhuǎn)化為電流量。電流量經(jīng)過兩個反比例運算放大器后，轉(zhuǎn)化為電壓量輸出到示波器中顯示。實驗結(jié)果實驗所產(chǎn)生的方波、三角波、鋸齒波、梯形波、正弦波波形如下所示實驗體會程序代碼#include<at89c51cc03.h>typedefunsignedcharuchar;typedefunsignedintuint;//正弦曲線四分之一周期曲線的數(shù)字量ucharcodesdata[256]=\{128,130,131,133,134,136,137,139,140,142,144,145,147,148,150,151,153,154,156,157,159,160,162,164,165,167,168,169,171,172,174,175,177,178,180,181,182,184,185,187,188,189,191,192,194,195,196,197,199,200,201,203,204,205,206,208,209,210,211,212,214,215,216,217,218,219,220,221,222,223,224,225,226,227,228,229,230,231,232,233,234,235,236,236,237,238,239,240,240,241,242,242,243,244,244,245,246,246,247,247,248,248,249,249,250,250,251,251,251,252,252,252,253,253,253,253,254,254,254,254,254,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,254,254,254,254,254,253,253,253,253,252,252,252,251,251,251,250,250,249,249,248,248,247,247,246,246,245,244,244,243,242,242,241,240,240,239,238,237,236,236,235,234,233,232,231,230,229,228,227,226,225,224,223,222,221,220,219,218,217,216,215,214,212,211,210,209,208,206,205,204,203,201,200,199,197,196,195,194,192,191,189,188,187,185,184,182,181,180,178,177,175,174,172,171,169,168,167,165,164,162,160,159,157,156,154,153,151,150,148,147,145,144,142,140,139,137,136,134,133,131,130,128};//timer用于重裝時間常數(shù)staticunion{ uinttime; struct{ ucharth; uchartl; }time_array;}timer;//counter用于波形發(fā)生時的計數(shù)，從0到255staticucharcounter;//state表示當前所要輸出波形，1表示方波，2表示三角波，3表示鋸齒玻，4表示梯形波，5表示正弦波，0表示暫停波形發(fā)生(保持P2口輸出不變)staticucharstate;//new_state根據(jù)P1口的電平，轉(zhuǎn)化為statestaticucharnew_state;//check_state_bit用于get_state函數(shù)中staticucharcheck_state_bit;//direction表示波形方向，direction=0表示波形處于上升，direction=1表示波形處于下降staticbitdirection;//delay用于梯形波中staticbitdelay;//stop表示暫停波形發(fā)生(保持P2口輸出不變)staticbitstop;/*獲取當前狀態(tài)，即哪個按鈕被按下若沒有按鈕被按下，則state保持不變?nèi)鬚1_0=0，則state=1，表示方波發(fā)生若P1_1=0，則state=2，表示三角波發(fā)生以此類推若P1_5=0，則state=0，表示暫停波形發(fā)生(保持P2口輸出不變)*/voidget_state(){ //優(yōu)先考慮P1_5口，即優(yōu)先考慮暫停波形發(fā)生 if(!P1_5){ new_state=0; return; } check_state_bit=0x01; new_state=1; while((check_state_bit&P1)&&new_state<6){ check_state_bit<<=1; ++new_state; } if(new_state==6) new_state=state;}//每次state即將發(fā)生改變，即切換輸出到另一種波形時，都進行初始化voidinit(){ P2=0; direction=0; counter=0;}//檢查P1口，以輸出相應的選擇的波形voidcheck(){ get_state(); //如果state即將發(fā)生改變 if(state!=new_state){ //當P1_5口為低電平，new_state=0 //則暫停波形發(fā)生，則暫停定時器1定時，并令P3_6口(WR)為高電平 if(new_state==0){ P3_6=1; TR1=0; stop=1; return; } //切換輸出波形 else{ init(); state=new_state; if(state==4) delay=0; } } elseif(stop){ P3_6=0; TR1=1; stop=0; }}//當INT0腳接收到一個下降沿，則觸發(fā)外部中斷0//則輸出波形的周期倍增voidint0int()interrupt0{ if(timer.time==15680) timer.time=245; else timer.time<<=1; init();}//當INT1腳接收到一個下降沿，則觸發(fā)外部中斷1//則輸出波形的周期倍減voidint1int()interrupt2{ if(timer.time==245) timer.time=15680; else timer.time>>=1; init();}//定時器1用于波形的發(fā)生voidtimeint()interrupt3{//~time.time等價于time.time=65535-time.time timer.time=~timer.time+1; TL1=timer.time_array.tl; TH1=timer.time_array.th; timer.time=~(timer.time-1); //方波發(fā)生 if(state==1){ ++counter; if(counter==0xff){ direction=~direction; P2=~P2; counter=1; } } //其余波的發(fā)生 elseif(state>1&&state<6){ //當輸出梯形波，若delay=1則進行延遲，即保持當前輸出電平不變 if(state==4){ if(!delay) P2=counter; } //輸出正弦波 elseif(state==5){ if(direction) P2=~(sdata[counter])+1; else P2=sdata[counter]; } //輸出三角波、鋸齒波 else P2=counter; //當波形處于下降過程 if(direction){ //若counter下降至0，則改變波形方向至上升過程 if(counter==0){ //對于梯形波，下降結(jié)束后進行延遲 if(state==4){ delay=~delay; if(delay) counter=0xfe; else direction=~direction; } else{ direction=~direction; counter++; } } else counter--; } //當波形處于上升過程 else{ //若counter上升至0xff，則改變波形方向至下降過程 if(counter==0xff){ //對于梯形波，上升結(jié)束后進行延遲 if(state==4){ delay=~delay; if(delay) counter=0x01; else direction=~direction; } //對于鋸齒波，當上升至0xff，將counter置為0 elseif(state==3) counter=0; else{ direction=~direction; counter--; } } else counter++; } }}voidmain(){ IEN=0x8F; TMOD=0x10;