基于51单片机和dac0832设计多功能低频函数信号发生器.docx
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基于51单片机和dac0832设计多功能低频函数信号发生器
基于51单片机和DAC0832设计多功能低频函数信号发生器
应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计。
本设计能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波。
这里着重介绍正弦波和锯齿波的生成原理。
DAC0832的介绍
：
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
D0~D7：
八位数据输入端
ILE：
数据允许锁存信号
/CS：
输入寄存器选择信号
/WR1：
输入寄存器选择信号
/XFER：
数据传送信号
/WR2：
DAC寄存器的写通选择信号
Vref：
基准电源输入端
Rfb：
反馈信号输入端
Iout1:
电流输出1
Iout2:
电流输出2
Vcc:
电源输入端
AGND:
模拟地
DGND:
数字地
DAC0832结构：
D0～D7：
8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns（否则锁存器的数据会出错）；
ILE：
数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；
CS：
片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；
WR1：
数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。
由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；
XFER：
数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；
WR2：
DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。
由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。
IOUT1：
电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；
IOUT2：
电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；
Rfb：
反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；
Vcc：
电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；
VREF：
基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；
AGND：
模拟信号地
DGND：
数字信号地
DAC0832的工作方式：
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：
直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。
本设计选用直通方式。
DAC0832工作时序：
DAC0832内部结构图：
当ILE为1时，只有当/CS、/WR1都为0时输入寄存器才允许输入；当/WR2、/XFER也都为0时，输入寄存器里的信息才能写入DAC寄存器。
根据实际电路图我们就可以得到DAC0832工作的时序的程序。
如下：
P37=0; //P37=CS
_nop_（）; //P36=WR
P36=0;
P0=value;（数据端口信号数值0~255）
P36=1;
_nop_（）;
P37=1;
硬件电路：
P0口是数据端口，接上拉电阻（其他端口则不用）。
电源质量要好，质量越好的电源，芯片工作就越稳定。
从LM358运放输出的电压最大峰峰值就是12V所以在二级运放的放大倍数要注意跟基准电压想匹配，否则输出信号会很容易失真。
正弦波的生成：
DAC0832产生信号的原理可以说是ADC0809AD转换的逆过程，但DAC0832生成的信号是离散的。
假设要生成一个Y=Asin（2*pi*f*t）的正弦波。
adc0832数据端口给的数据的范围是0~255一共256个。
前0~127表示是X轴上方的电压值（也可能是下方）。
那么128~255是X轴下方的电压值。
那么我们可以得到数据端口的数值的具体量，即value=127sin（2*pi*f*t）+127；假设我在X轴上抽样100个点（0~99）（这个100位的数组可以用MATALB生成），那么T=100*▽t（▽t是离散间隔）,所以f=0.01*1/▽t。
抽样时可以抽样更多的点，抽样的点越多，得到的信号越保真，但信号的频率会有所下降。
抽样的点越少，失真越大，但频率能成大幅度递增。
怎么选择，具体情况具体分析。
其他的波形也跟正弦波一样。
程序如下：
#include
sbitdac_WR=P3^6;//dac0832的wr端
sbitdac_cs=P3^7;
sbitKEY1=P2^0;
sbitKEY2=P2^1;
bitkeyflag;
unsignedchari;
unsignedcharcodetab[100]={127,135,143,151,159,166,174,181,188,195,202,
208,214,220,225,230,234,238,242,245,248,250,
251,252,253,254,253,252,251,250,248,245,242,
238,234,230,225,220,214,208,202,195,188,181,
174,166,159,151,143,135,127,119,111,103,95,
88,80,73,66,59,52,46,40,34,29,24,
20,16,12,9,6,4,3,2,1,0,1,
2,3,4,6,9,12,16,20,24,29,34,
40,46,52,59,66,73,80,88,95,103,111,119};
voidgetkey（void）//按键进行中断时间的设置，也就是离散间隔▽t的设置
{
if（KEY1==0）
{ //按键按下后为电电平
RCAP2L+=10; //调节频率
if（CY==1）
{
RCAP2H+=1;
}
}
if（KEY2==0）
{
RCAP2L-=10;
if（CY==1）
{
RCAP2H-=1;
}
}
}
voidTimer2_Init（）
{
T2CON=0x00;
TH2=（65536-300）/256;
TL2=（65536-300）%256;
RCAP2H=0XFE;
RCAP2L=0XDA;//稳定在50Hz左右,在这里的中断时间就是▽t。
EA=1;
ET2=1;
TR2=1;
}
voidT0_service（）interrupt1
{
TH0=0XEC;
TL0=0X77;
keyflag=1;
}
voidTimer2_service（）interrupt5
{
TF2=0;//清除中断标志位
dac_cs=0;
dac_WR=0;
P1=tab[i];
dac_WR=1;
i++;
dac_cs=1;
if（i==100）i=0;
}
voidmain（）
{
Timer2_Init（）;
TMOD=0x01;
TH0=0XEC;
TL0=0X77;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
while
（1）
{
if（keyflag）
{
keyflag=0;
getkey（）;
}
}
}
本程序需注意：
按键是低电平有效。
定时器2中断发送数据给DAC0832，0832在得到一个数据后生成相应的电压值。
所以他的中断时间决定信号的频率，调节它的中断时间就能调节信号的频率。
其他波形的生成，其他的波形也跟正弦波一样，但锯齿波和三角波可以不用查表法，应用加减计算得到就可以得到。
下面介绍的是锯齿波：
#include
#include
sbitDACWR=P3^6;
sbitDACCS=P3^7;
unsignedinti;
voidDAC_0832（void）
{
DACCS=0;
DACWR=0;
P0=i;
i+=1; //加以操作得到上升的锯齿波
DACWR=1;
_nop_（）;
DACCS=0;
if（i==0xff）i=0x7f;//为什么初值是0x7f,其他的行不行。
大家自己动手试试。
}
voidmain（void）
{
i=0x7f;
while
（1）
{
DAC_0832（）;
}
}
DAC0832有着致命的一个缺点就是输出的波形里的含有的频率比较杂乱，常常出现过激的现象。
如果你需要精确的信号的话，那么你必须在信号输出端就如滤波器。
得到干净的低频函数信号。
如果要作为信号源的话最好是能就上一级攻放。
效果会好很多。
虽然DAC0832不是非常专业的函数信号发生芯片，但是它的输出波形的范围比较广，常常能输出一些，你意想不到得很有意思的信号曲线。
下面发几张示波器观察到得曲线：
实验室里手机照的，不是太清晰但还能看。
编者注：
最近比较忙很少去查看邮箱，前几天看一下邮箱结果里面有100份邮件是要函数信号发生器的。
为了方便大家于是我今天又重新整理了一下，并有实际搭了一遍电路验证特一下。
效果还行。
但在protues上仿真不了，得到的是一个不能预料的曲线。
没查明原因，如果大家有兴趣，可以研究研究。
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