单片机课设波形发生器Word格式文档下载.docx
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设计一个波形发生器，能产生三角波，锯齿波，方波，正弦波。
三（设计指标与技术要求
1.使用MSC-51单片机系统
2（设计电路使其能产生三角波，锯齿波，方波，正弦波。
3（采用D/A转换器
4（编写程序并进行调试
四（总体设计思路
本次课程设计的要求是设计一个波形发生器，可以产生方波，三角波，锯齿波和正弦波四种不同的波形。
根据要求，首先需要一个开关选择电路，进行四种波形的选择，一个开关对应一个波形，选择好所要产生的波形后，接下来就是要设计能产生该波形的电路，
2
根据要求使用MSC-51单片机来执行某一波形的发生程序，产生输出波形的数字量，再向D/A转换器的输入端发送数据，将其转化成模拟量，再经过滤波电路进行滤波，然后将滤波后的波形送入示波器，从而可直观的看到该电路产生的波形，并判断输出结果与预期的结果是否一致。
五（总体设计及各模块功能分析
5.1（硬件部分
1（总体设计电路及原理图
示波器单
片
开关输出波形机
MSC-51
运放转
示波器D/A转换器换电路
图1
如图1所示为波形发生器的总体设计电路图，首先有一个开关选择电路，由此可选择波形发生器所产生的波形，不同的开关对应不同的波形;
之后再由MSC-51产生输出波形的数字量，然后再经过一个由D/A转换器构成的转换电路，将单片机产生的波形的数字量转换成模拟量，再经过滤波电路将其送入示波器进行显示。
3
如图2所示为总体设计原理图:
4
图2
2（各模块功能分析及说明
（1）开关选择电路
在该部分中，可通过不同的开关，选择不同的波形。
首先分别将四个开关与P1口的低四位相连，之后可通过开关的开或者关状态向P1口对应端口输入高低电平，开关打开时向P1口输入低电平信号，开关闭合时向P1口输入高电平信号。
（2）AT89C51单片机控制系统
在该电路中，P0口与D/A转换器相连接;
P2.0-P2.6与数码管相连接，构成数字显示电路（注:
此时需加一个三极管驱动电路进行驱动），即1是三角波，2是锯齿波，3是方波，4是正弦波,P2.7与D/A转换器的片选端CS相连接进行片选;
P1口的低四位与开关选择电路连接，进行不同波形的选择，同时，P3.6与D/A转换器的WR端相连接。
（4）数码管及示波器显示电路
&
.数码管显示电路:
在开关选择电路的基础上，当查询到
P1口的某一端口为低电平时，即可调用相应的子程序，并点
亮相应的数码管段，正确的显示数字，即1是三角波，2是
锯齿波，3是方波，4是正弦波。
由于使用的是共阳极数码管，
故数码管应用三极管做驱动，此时三极管的基极接相应的P2
并行口，发射极接数码管相应的段选端，集电极均接高电平。
5
数码管显示电路如图3所示:
图3
.示波器显示电路:
如图4所示为示波器及运算放大器构成
的电路:
6
图4
当开关选择电路查询到P1口的低四位的某一端口为低电平
时，随即转向相应的产生波形的子程序，显示出相应的波形，
即可直观的观察到波形的变化并进行相应的调整。
（5）DAC0832转换电路
如下图所示为DAC0832芯片，DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器。
DAC0832芯片具备双缓冲，单缓冲和直通三种输入方式，以便适应于各种电路的需要。
因为系统只要求一路D/A转换，故我们采用的是单缓冲方式。
DAC0832输出的是电流，而在该电路中要求输出电压，所以应先将输出电流转换成电压，再将其输出，此时可经过一个外接的运算放大器将电流转换成电压，再将转化后的电压输出。
连线时其片选端CS与P2.7相连，WR1与P3.6相连接，ILE和VCC接高电平，GND,WR2和XFER均接地，输出口IOUT1和IOUT2接运算放大电路的输入端。
（6）运放转换电路
如图4所示为运放的转换电路，可将输入电流转化为输
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出电压。
在该部分中，运算放大器的反相输入端接DAC0832的
IOUT1端，正相输入端接DAC0832的IOUT2端，并接地，同时
其出端口接示波器的B输入端。
5.2.软件部分
1.主程序流程图
如上图所示为主函数流程图
2.程序设计
（1）主程序的设计
在main中，先将temp定义为无符号数，在使用while循环，
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再调用keyscan子函数，并将返回值赋给temp，在使用switch语句进行判断，若为case0xfe，则调用triangle子函数，显示三角波;
若为case0xfd，则调用rectangle子函数，显示方波;
若为case0xfb，则调用juchi子函数，显示锯齿波;
若为case0xf7，则调用sine子函数，显示正弦波;
（2）显示波形的子函数
由于要显示波形编号，在子函数中还应有显示波形序号的功能。
若为1号波，则数码管的高两段亮,以此类推。
在triangle,juchi,sine子函数中，均使用for循环，若循环次数小于255，则调用DAconvert子函数产生相应的波形，而在rectangle子函数中，调用DAconvert子函数和delay延时子函数，产生方波。
在调用一个对应的子函数后，再返回主函数中继续判断，由此便可实现波形的相互转化。
需要注意的是，在产生正弦波时，由于正弦波是非线性变化的，所以只能提前写好正弦波的各个点的值，并存放在dat[]中，之后才能正确调用。
（3）延时子函数
在产生方波时要有一定的延时才能显示波形，所以要调用延时子函数。
在延时子函数中，使用for循环进行实现。
3.源程序
#include<
reg52.h>
absacc.h>
#defineucharunsignedchar
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#defineuintunsignedint
#defineDOUTXBYTE[0x7fff]
ucharkey;
charcode
dat[]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8
0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,
0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xf1,
0xf2,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,
0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,
0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf3,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,
0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,
0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x93,
0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,
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0x63,0x60,0x5d,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x3a,0x38,
0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,
0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,
0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,
0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80};
delay（uintx）
{
uinty;
for（y=x;
y>
0;
y--）;
}//延时函数
ucharkeyscan（）
//ucharkey;
注:
若将key没有设为全局变量，则每次
扫描都会给key赋0～～
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if（P1!
=0xff）
delay（500）;
//软件防抖
key=P1;
}
while（P1!
=0xff）;
returnkey;
//key若不是全局变量，key的返回值在松手
的时候还原
DAconvert（uchark）{
DOUT=k;
delay（15）;
triangle（）//产生三角波函数{
uchara;
for（a=0;
a<
255;
a++）
DAconvert（a）;
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for（;
a>
a--）
}
rectangle（）//产生方波子函数{
DAconvert（0x00）;
delay（100）;
DAconvert（0xff）;
juchi（）//产生锯齿波子函数{
ucharb;
for（b=0;
b<
b++）DAconvert（b）;
sine（）//产生正弦波子函数{
ucharc;
for（c=0;
c<
c++）DAconvert（dat[c]）;
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main（）
uchartemp;
while
（1）
temp=keyscan（）;
switch（temp）
case0xfe:
while（keyscan（）==0xfe）
triangle（）;
P2=0x06;
}break;
case0xfd:
while（keyscan（）==0xfd）
rectangle（）;
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P2=0x75;
case0xfb:
while（keyscan（）==0xfb）
juchi（）;
P2=0x67;
case0xf7:
while（keyscan（）==0xf7）
sine（）;
P2=0x4E;
default:
break;
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六（仿真结果
经过系统仿真，可以正确的得到三角波，方波，锯齿波和正弦波，如下图所示，数码管显示1时，示波器产生的是三角波
七（系统调试及问题分析
1（在连接好电路之后开始进行系统调试，在仿真的过程中，当按下开关时，发现数码管显示的数字和预期的波形编号不一样，由此可见是AT89C51单片机输出的高低电平不对，可以确定是程序出现了问题，即向P2口写的数据错误,改正之后再继续仿真。
此时应注意，该电路中所采用的是共阳极数码管，高电平有效。
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2（在D/A转换电路中，连线时应将DAC0832的XFER和WR2端均接地，而WR1端和AT89C51的WR端相连，在接线时应注意。
同时，在该电路中用AT89C51单片机的P2.7口作为片选端。
八（设计总结
通过为期一周的单片机课程设计，我从中学到了很多知识，并且掌握了重要的实践经验，虽然在课程设计的过程中，遇到了各种各样的问题，但在老师的悉心指导下和同学的协力合作之下，最终成功的完成了此次课程设计的任务，并且，通过本次设计的学习，使我对单片机以及汇编语言有了更深层次的理解，这对以后的学习和工作奠定了良好的基础。
本次课程设计使我认识到:
（1）设计思路是一切设计进行的基础，一个良好的设计
思路，是电路实现的灵魂，如果没有一个正确的设
计思路，那么后面的工作将只能是浪费时间，没有
效果。
所以，在着手进行电路设计之前，一定要仔
细斟酌，确保设计思路的正确性，这对以后工作的
进行奠定了扎实的基础。
（2）在进行设计的过程中，学会将理论与实际相结合，
活学活用，书本上的只是永远是基础，而基础正是
你想高层次迈进的扎实阶梯，如果没有这个基础，
就无法实现技术上的提高和跨越，只有拥有扎实的
基础，才有可能做到灵活运用，才能更好的将理论
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知识运用到实践中去。
九（参考文献
单片机课程设计任务书
单片机课程设计指导书
《单片机原理及应用》
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