基单片机信号发生器设计
目录
摘 1
第章 绪 2
11波形发生器简介 2
12 单片机相关介绍 2
13 设计意义 2
14 设计容 3
第二章 方案较设计证 3
21 单片机方案选择 3
22 DA转换器接线方式选择 3
第三章 系统设计 4
31 总体系统设计 4
32 硬件实现单元电路设计 5
第四章 系统调试仿真 8
41系统仿真 8
第五章 结 10
参考文献 11
附录 程序清单 13
基单片机信号发生器
摘：着电子测量技术计算机技术紧密结合种新信号发生器波形发生器应运生谓波形发生器够产生量标准信号户定义信号保证高精度高稳定性重复性易操作性电子仪器单片机作微型计算机重分支着广泛应范围文介绍利89C51单片机数模转换器件DAC0832产生需信号低频信号源信号幅度频率求控制设计核心务：AT89C51核心结合DA转换器DAC0832等器件仿真软件设计硬件电路汇编语言编写驱动程序实现程序控制产生正弦波三角波方波锯齿波四种常低频信号通键选择波形输入意频率值
关键词：AT89C51单片机信号发生器DAC0832
第章 绪
11波形发生器简介
单片机核心设计低频函数信号发生器信号发生器采数字波形合成技术通硬件电路软件程序相结合输出定义波形正弦波方波三角波意波形波形频率幅度定范围意改变介绍波形生成原理硬件电路软件部分设计原理介绍单片机控制DA转换器产生述信号硬件电路软件编程DAC0832 DA转换器原理方法AT89C51设计电路关种芯片关产生低频信号信号源设计方案该信号发生器具体积价格低性稳定功齐全优点
12 单片机相关介绍
单片机微型计算机微型计算机重分支颇具生命力机种单片机微型计算机简称单片机特适控制领域称微控制器
通常单片机单块集成电路芯片构成部包含计算机基功部件：中央处理器存储器 IO接口电路等单片机需适软件外部设备相结合便成单片机控制系统
单片机123代发展目前单片机正着高性品种方发展CPU功增强部资源增引脚功化低电压低功耗
121 DA转换器
DAC0832双列直插式8位DA转换器完成数字量输入模拟量(电流)输出转换参数：分辨率8位转换时间1μs满量程误差±1LSB参考电压(+10span>10)V供电电源(+5～+15)V逻辑电输入TTL兼容DAC0832中两级锁存器第级锁存器称输入寄存器允许锁存信号ILE第二级锁存器称DAC寄存器锁存信号称通道控制信号 XFER
13 设计意义
单片机作设计控制方案考虑低廉成易学易特性相较类似ARM类性更强控制方案单片机性非优势充分利单片机已功进行化开发设计重点
总说设计意义2方面：
(1)波形发生器应进行研究开发
(2)探究单片机信号发生器中应举反三延伸类似领域应
14 设计容
设计容包括方面：
(1)设计信号发生器实现方案
(2)设计单片机系统周边电路
(3)设计整系统电路分布接线
(4)汇编语言编写整系统运行需程序
第二章 方案较设计证
21 单片机方案选择
方案
采标准 AT89C51单片机作控制器波形选择通键选择波形通DAC0832系统框架设计占单片机端口资源少该系统具电路简单设计方便显示亮度高性高等特点
方案二
采AT89C52单片机作控制器 波形通AD7542输出利方案系统资源浪费较模型制作中较少采
考虑实际情况波形正确性设计采第套方案
22 DA转换器接线方式选择
方案
采单缓接线方式
方案二
采双缓接线方式接线方式DAC转换输出前数时数传送8位输入寄存器优点提高DA转换速度缺点接线编程稍复杂点
方案三
采直通接线方式接线方式接线简单编程简单
接线编程简单易行选方案三
第三章 系统设计
31 总体系统设计
311 系统流程图
图31 系统流程图
312 系统框图
该系统采单片机作数处理控制核心单片机完成机界面系统控制信号采集分析信号处理变换采键输入利虚拟示波器显示波形方案设计务分解键电路输出转换电路等模块图32系统总体框图
图32 总体方框图
32 硬件实现单元电路设计
321 单片机系统设计
AT89C51片ROMEPROM单片机种芯片构成系统简单﹑AT89C51单片机构成应系统时单片机接时钟电路复位电路图89C51单片机系统示集成度限制应系统作型控制单元应特点：
(1)供户量IO口线
(2)部存储器容量限
(3)应系统开发具特殊性
标准518K程序空间128字节RAM32条端口5中断2定时计数器12时钟周期执行条基指令长法48周期
图33 AT89C51单片机系统
322运算放器电路
系统放电路图34示：
图34运算放器电路
323 波形产生原理模块设计
波形产生原理：
1存中首先存储波形数字量值数组TABLE
251单片机读取数组中值送入DA转换器
3DA转换器输入数字值转换成模拟量输出
4DA输出模拟电流量通运放转换成电压量输出
单片机采编程方法产生四种波形通DA转换模块DAC0832进滤波放输出电路图35：
图35波形产生电路
324控制系统设计电路图
图36 系统设计电路图
第四章 系统调试仿真
41系统仿真
单击仿真界面左方开始扭仿真开始具体仿真程：
（1）f250HZ正弦波调试结果
图41 正弦波调试结果
（2）f250HZ方波调试结果
图42 方波调试结果
（3）f250HZ锯齿波调试结果
图43 锯齿波调试结果
（4）f143HZ三角波调试结果
图44 三角波调试结果
第五章 结
通次课程设计课程学理知识深化提高通次课程设计解掌握单片机应系统软硬件设计程方法实现培养分析问题解决问题力设计实现更难应系统良基础时培养撰写设计说明书力
次设计程中发现问题然前做样设计次设计真长进单片机设计硬件电路较简单解决程序设计问题程序设计灵活东西反映解决问题逻辑思维创新力设计灵魂整设计程中部分时间程序面子程序鉴书样衔接子程序关键问题需单片机结构熟悉说单片机设计软件硬件结合二者密分
设计成功电路必须耐心坚持毅力整电路设计程中花费时间单元电路连接电路细节设计种方案选择中仔细较分析原理行原求硬件系统中组件部分充分透彻理解研究灵活应完成次设计书理知识基础更深层次理解
时次设计程中学会高效率查阅资料运工具书利网络查找资料发现书籍知识实际应中实十分理想种参数需调整偶会遇错误资料现象求应更加注重实践环节
该理实践中应深刻理解通波形计算机实现知道理解该理计算机中样执行该理实践中应更深刻理解激发学积极性次课程设计中通该课程设计全面系统解编译原理课程序构造般原理基实现方法死板课知识变生动趣激发学积极性
参考文献
[1]张毅坤 单片微型计算机原理应西安电子科技学出版社1998
[2]余锡存 曹国华单片机原理接口技术西安电子科技学出版社2000
[3]吴黎明 王桂棠 洪添胜等 单片机原理应技术科学出版社2005
[4]韩克 柳秀山 等 电子技EDA 技术暨南学出版社 2004
[5]周润景 张丽娜 基PROTEUS电路单片机系统设计仿真航空航天学出版社 2006
[6]张毅坤单片微型计算机原理应．西安电子科技学出版社1998
[7]李俊谟单片机中级教程．北京航空航天学出版社2006
[8]胡宴．模拟电子技术．高等教育出版社2004
[9]李青单片机原理接口技术（修订版）北京：北京航空航天学出版社1998
[10]李广弟单片机基础北京：北京航空航天学出版社1992
[11]立民单片机应技术全北京：北京航空航天学出版社1994
致谢
文根祥老师指导完成文选题课题难点解决予悉心指导老师治学态度专业造诣敬业精神收益非浅首先根祥师致衷心感谢
课题完成程中许学帮助提供思路验深入理解课题关知识方法起重作学表示诚挚谢意
附录 程序清单
ORG 0000H
SJMP START
ORG 30H
START
CJNE A#0FFHKEY
SJMP
KEY JNB P10KEY0
JNB P11KEY1
JNB P12KEY2
JNB P13KEY3
SJMP START
KEY0 ACALL SIN
SJMP KEY
KEY1 ACALL FANG
SJMP KEY
KEY2 ACALL JUCHI
SJMP KEY
KEY3 ACALL SJIAO
SJMP KEY
SIN
LOOP MOV R0#00H
LOOP1 MOV AR0
MOV DPTR#TABLE
MOVC A@A+DPTR
MOV P2A
INC R0
MOV P0#0FFH
MOV R3P0
L1 INC R3
CJNE R3#00HL1
CJNE R0#255LOOP1
JNB P14E1
SJMP LOOP
E1 RET
FANG
LOOP2
MOV A#00H
MOV P2A
MOV P0#0FFH
MOV AP0
CPL A
MOV R3A
ACALL DELAY
JNB P14E2
MOV A#0FFH
MOV P2A
MOV P0#0FFH
MOV AP0
CPL A
MOV R3A
ACALL DELAY
SJMP LOOP2
E2 RET
JUCHI MOV A#00H
LOOP6 MOV P2A
INC A
MOV P0#0FFH
MOV R3P0
L4 INC R3
CJNE R3#00HL4
JNB P14E3
SJMP LOOP6
E3 RET
SJIAO
MOV A#00H
LOOP9 MOV P2A
INC A
MOV P0#0FFH
MOV R3P0
L5 INC R3
CJNE R3#00HL5
CJNE A#0FFHLOOP9
LOOP8 DEC A
MOV P0#0FFH
MOV R3P0
L6 INC R3
CJNE R3#00HL6
MOV P2A
CJNE A#00HLOOP8
JNB P14E4
SJMP LOOP9
E4 RET
DELAY
LOOP3 MOV R6#1
LOOP4 MOV R5#250
LOOP5 NOP
NOP
DJNZ R5LOOP5
DJNZ R6LOOP4
DJNZ R3LOOP3
RET
TABLE DB 80H83H86H89H8DH90H93H96H
DB 99H9CH9FH0A2H0A5H0A8H0ABH0AEH
DB 0B1H0B4H0B7H0BAH0BCH0BFH0C2H0C5H
DB 0C7H0CAH0CCH0CFH0D1H0D4H0D6H0D8H
DB 0DAH0DDH0DFH0E1H0E3H0E5H0E7H0E9H
DB 0EAH0ECH0EEH0EFH0F1H0F2H0F4H0F5H
DB 0F6H0F7H0F8H0F9H0FAH0FBH0FCH0FDH
DB 0FDH0FEH0FFH0FFH0FFH0FFH0FFH0FFH
DB 0FFH0FFH0FFH0FFH0FFH0FFH0FFH0FFH
DB 0FDH0FCH0FBH0FAH0F9H0F8H0F7H0F6H
DB 0F5H0F4H0F2H0F1H0EFH0EEH0ECH0EAH
DB 0E9H0E7H0E5H0E3H0E1H0DEH0DDH0DAH
DB 0D8H0D6H0D4H0D1H0CFH0CCH0CAH0C7H
DB 0C5H0C2H0BFH0BCH0BAH0B7H0B4H0BAH
DB 0AEH0ABH0A8H0A5H0A2H09FH09CH99H
DB 96H93H90H8DH89H86H83H80H
DB 80H7CH79H78H72H6FH6CH69H
DB 66H63H60H5DH5AH57H55H51H
DB 4EH4CH48H45H43H40H3DH3AH
DB 38H35H33H30H2EH2BH29H27H
DB 25H22H20H1EH1CH1AH18H16H
DB 15H13H11H10H0EH0DH0BH0AH
DB 09H08H07H06H05H04H03H02H
DB 02H01H00H00H00H00H00H00H
DB 00H00H00H00H00H00H01H02H
DB 02H03H04H05H06H07H08H09H
DB 0AH0BH0CH0DH0EH10H11H13H15H
DB 16H18H1AH1CH1EH20H22H25H
DB 27H29H2BH2EH30H33H35H38H
DB 3AH3DH40H43H45H48H4CH4EH
DB 51H55H57H5AH5DH60H63H66H
DB 69H6CH6FH72H76H79H7CH80H
END
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摘 1
第章 绪 2
11波形发生器简介 2
12 单片机相关介绍 2
13 设计意义 2
14 设计容 3
第二章 方案较设计证 3
21 单片机方案选择 3
22 DA转换器接线方式选择 3
第三章 系统设计 4
31 总体系统设计 4
32 硬件实现单元电路设计 5
第四章 系统调试仿真 8
41系统仿真 8
第五章 结 10
参考文献 11
附录 程序清单 13
基单片机信号发生器
摘：着电子测量技术计算机技术紧密结合种新信号发生器波形发生器应运生谓波形发生器够产生量标准信号户定义信号保证高精度高稳定性重复性易操作性电子仪器单片机作微型计算机重分支着广泛应范围文介绍利89C51单片机数模转换器件DAC0832产生需信号低频信号源信号幅度频率求控制设计核心务：AT89C51核心结合DA转换器DAC0832等器件仿真软件设计硬件电路汇编语言编写驱动程序实现程序控制产生正弦波三角波方波锯齿波四种常低频信号通键选择波形输入意频率值
关键词：AT89C51单片机信号发生器DAC0832
第章 绪
11波形发生器简介
单片机核心设计低频函数信号发生器信号发生器采数字波形合成技术通硬件电路软件程序相结合输出定义波形正弦波方波三角波意波形波形频率幅度定范围意改变介绍波形生成原理硬件电路软件部分设计原理介绍单片机控制DA转换器产生述信号硬件电路软件编程DAC0832 DA转换器原理方法AT89C51设计电路关种芯片关产生低频信号信号源设计方案该信号发生器具体积价格低性稳定功齐全优点
12 单片机相关介绍
单片机微型计算机微型计算机重分支颇具生命力机种单片机微型计算机简称单片机特适控制领域称微控制器
通常单片机单块集成电路芯片构成部包含计算机基功部件：中央处理器存储器 IO接口电路等单片机需适软件外部设备相结合便成单片机控制系统
单片机123代发展目前单片机正着高性品种方发展CPU功增强部资源增引脚功化低电压低功耗
121 DA转换器
DAC0832双列直插式8位DA转换器完成数字量输入模拟量(电流)输出转换参数：分辨率8位转换时间1μs满量程误差±1LSB参考电压(+10span>10)V供电电源(+5～+15)V逻辑电输入TTL兼容DAC0832中两级锁存器第级锁存器称输入寄存器允许锁存信号ILE第二级锁存器称DAC寄存器锁存信号称通道控制信号 XFER
13 设计意义
单片机作设计控制方案考虑低廉成易学易特性相较类似ARM类性更强控制方案单片机性非优势充分利单片机已功进行化开发设计重点
总说设计意义2方面：
(1)波形发生器应进行研究开发
(2)探究单片机信号发生器中应举反三延伸类似领域应
14 设计容
设计容包括方面：
(1)设计信号发生器实现方案
(2)设计单片机系统周边电路
(3)设计整系统电路分布接线
(4)汇编语言编写整系统运行需程序
第二章 方案较设计证
21 单片机方案选择
方案
采标准 AT89C51单片机作控制器波形选择通键选择波形通DAC0832系统框架设计占单片机端口资源少该系统具电路简单设计方便显示亮度高性高等特点
方案二
采AT89C52单片机作控制器 波形通AD7542输出利方案系统资源浪费较模型制作中较少采
考虑实际情况波形正确性设计采第套方案
22 DA转换器接线方式选择
方案
采单缓接线方式
方案二
采双缓接线方式接线方式DAC转换输出前数时数传送8位输入寄存器优点提高DA转换速度缺点接线编程稍复杂点
方案三
采直通接线方式接线方式接线简单编程简单
接线编程简单易行选方案三
第三章 系统设计
31 总体系统设计
311 系统流程图
图31 系统流程图
312 系统框图
该系统采单片机作数处理控制核心单片机完成机界面系统控制信号采集分析信号处理变换采键输入利虚拟示波器显示波形方案设计务分解键电路输出转换电路等模块图32系统总体框图
图32 总体方框图
32 硬件实现单元电路设计
321 单片机系统设计
AT89C51片ROMEPROM单片机种芯片构成系统简单﹑AT89C51单片机构成应系统时单片机接时钟电路复位电路图89C51单片机系统示集成度限制应系统作型控制单元应特点：
(1)供户量IO口线
(2)部存储器容量限
(3)应系统开发具特殊性
标准518K程序空间128字节RAM32条端口5中断2定时计数器12时钟周期执行条基指令长法48周期
图33 AT89C51单片机系统
322运算放器电路
系统放电路图34示：
图34运算放器电路
323 波形产生原理模块设计
波形产生原理：
1存中首先存储波形数字量值数组TABLE
251单片机读取数组中值送入DA转换器
3DA转换器输入数字值转换成模拟量输出
4DA输出模拟电流量通运放转换成电压量输出
单片机采编程方法产生四种波形通DA转换模块DAC0832进滤波放输出电路图35：
图35波形产生电路
324控制系统设计电路图
图36 系统设计电路图
第四章 系统调试仿真
41系统仿真
单击仿真界面左方开始扭仿真开始具体仿真程：
（1）f250HZ正弦波调试结果
图41 正弦波调试结果
（2）f250HZ方波调试结果
图42 方波调试结果
（3）f250HZ锯齿波调试结果
图43 锯齿波调试结果
（4）f143HZ三角波调试结果
图44 三角波调试结果
第五章 结
通次课程设计课程学理知识深化提高通次课程设计解掌握单片机应系统软硬件设计程方法实现培养分析问题解决问题力设计实现更难应系统良基础时培养撰写设计说明书力
次设计程中发现问题然前做样设计次设计真长进单片机设计硬件电路较简单解决程序设计问题程序设计灵活东西反映解决问题逻辑思维创新力设计灵魂整设计程中部分时间程序面子程序鉴书样衔接子程序关键问题需单片机结构熟悉说单片机设计软件硬件结合二者密分
设计成功电路必须耐心坚持毅力整电路设计程中花费时间单元电路连接电路细节设计种方案选择中仔细较分析原理行原求硬件系统中组件部分充分透彻理解研究灵活应完成次设计书理知识基础更深层次理解
时次设计程中学会高效率查阅资料运工具书利网络查找资料发现书籍知识实际应中实十分理想种参数需调整偶会遇错误资料现象求应更加注重实践环节
该理实践中应深刻理解通波形计算机实现知道理解该理计算机中样执行该理实践中应更深刻理解激发学积极性次课程设计中通该课程设计全面系统解编译原理课程序构造般原理基实现方法死板课知识变生动趣激发学积极性
参考文献
[1]张毅坤 单片微型计算机原理应西安电子科技学出版社1998
[2]余锡存 曹国华单片机原理接口技术西安电子科技学出版社2000
[3]吴黎明 王桂棠 洪添胜等 单片机原理应技术科学出版社2005
[4]韩克 柳秀山 等 电子技EDA 技术暨南学出版社 2004
[5]周润景 张丽娜 基PROTEUS电路单片机系统设计仿真航空航天学出版社 2006
[6]张毅坤单片微型计算机原理应．西安电子科技学出版社1998
[7]李俊谟单片机中级教程．北京航空航天学出版社2006
[8]胡宴．模拟电子技术．高等教育出版社2004
[9]李青单片机原理接口技术（修订版）北京：北京航空航天学出版社1998
[10]李广弟单片机基础北京：北京航空航天学出版社1992
[11]立民单片机应技术全北京：北京航空航天学出版社1994
致谢
文根祥老师指导完成文选题课题难点解决予悉心指导老师治学态度专业造诣敬业精神收益非浅首先根祥师致衷心感谢
课题完成程中许学帮助提供思路验深入理解课题关知识方法起重作学表示诚挚谢意
附录 程序清单
ORG 0000H
SJMP START
ORG 30H
START
CJNE A#0FFHKEY
SJMP
KEY JNB P10KEY0
JNB P11KEY1
JNB P12KEY2
JNB P13KEY3
SJMP START
KEY0 ACALL SIN
SJMP KEY
KEY1 ACALL FANG
SJMP KEY
KEY2 ACALL JUCHI
SJMP KEY
KEY3 ACALL SJIAO
SJMP KEY
SIN
LOOP MOV R0#00H
LOOP1 MOV AR0
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MOVC A@A+DPTR
MOV P2A
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FANG
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SJMP LOOP2
E2 RET
JUCHI MOV A#00H
LOOP6 MOV P2A
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JNB P14E3
SJMP LOOP6
E3 RET
SJIAO
MOV A#00H
LOOP9 MOV P2A
INC A
MOV P0#0FFH
MOV R3P0
L5 INC R3
CJNE R3#00HL5
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LOOP8 DEC A
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MOV R3P0
L6 INC R3
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MOV P2A
CJNE A#00HLOOP8
JNB P14E4
SJMP LOOP9
E4 RET
DELAY
LOOP3 MOV R6#1
LOOP4 MOV R5#250
LOOP5 NOP
NOP
DJNZ R5LOOP5
DJNZ R6LOOP4
DJNZ R3LOOP3
RET
TABLE DB 80H83H86H89H8DH90H93H96H
DB 99H9CH9FH0A2H0A5H0A8H0ABH0AEH
DB 0B1H0B4H0B7H0BAH0BCH0BFH0C2H0C5H
DB 0C7H0CAH0CCH0CFH0D1H0D4H0D6H0D8H
DB 0DAH0DDH0DFH0E1H0E3H0E5H0E7H0E9H
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END
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