1、 - I - - II - 目录目录 第 1 章 绪论 1 1.1 课程设计题目与要求 . 1 第 2 章 总体方案设计 2 2.1 工作原理 . 2 2.2 系统组成 . 2 2.3 波形发生 . 2 2.4 显示部分 . 2 2.5 按键部分 . 2 第 3 章 硬件电路设计 3 3.1 显示及键盘接口电路 . 3 3.2 D/A 转换电路 . 4 3.3 复位电路 . 5 3.4 8 路 LED 5 3.5 本章小结 . 6 第 4 章 软件设计 7 第 5 章 PCB 板设计、安装与调试 8 5.1 8 5.2 8 5.3 8 5.4 本章小结 . 8 第 6 章 系统标定、测试与精度
2、分析 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 6.1 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 6.2 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 6.3 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 6.4 本章小结 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 结论 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 致谢 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 参考文献 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 心得体会 . 9 附录 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 - 1 - 第第1章章 绪论绪论 1.1 课程设计题目课程设计题目与要求与要求 设计任务：设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产
3、生三角波，梯形波等由用 户编辑的特定形状波形。 示意图如下： 图 1 设计要求图 设计要求： 1.具有产生三角波、正弦波两种种周期性波形的功能； 2.频率可调节，并显示在数码管上。 3.LED 在运行过程中按要求亮。 - 2 - 第第2章章 总体方案设计总体方案设计 2.1 工作原理工作原理 根据题目的要求，制定了整体方案：以 STC90C51 单片机为控制核心，P20、P21 口接 pcf8591p 信号输入并进行数模转换，P3 口接 8 路独立按键，P1 口接 8 路 LED ，P0 口接数码管显示，由程序控制 P2 口产生波形（分别是正弦波、方波） ，再由按键及按键 次数控制产生波形的种
4、类及频率在一定范围内可调。在 LED 上实时的显示波形的频率和 种类，波形在示波器上产生。正弦波波形的发生：在产生正弦波时，每周期只取 80 个 点，在波形尽量不失真的前提下，使其频率达到的值尽量大，以便示波器显示。 2.2 系统组成系统组成 系统组成总体框图如下： 2.3 波形发生波形发生 采用单片机和数模转换 pcf8591p 实现波形的产生。通过 STC90C51 执行三角正弦波 程序，向 D/A 转换器的输入端按 I2C 总线方式发送数据，从而在 D/A 转换电路输出端得 到相应的电压波形。在 STC90C51 的 P2.4P2.7 口接独立按键，通过软件编程来选择波 形、频率，每种波
5、形对应一个按键，频率增加、减少对应一个按键。 2.4 显示部分显示部分 8 段 LED 共阴极数码管，P1 口进行位选，P0 口输出段选信号。 2.5 按键部分按键部分 采用独立按键，它相比较矩阵键盘，按键的数目比少，结构简单，方便操作，执行 效率高。 P2. 4 独立按键 P2.0 p2.1 D/A 转换 波形 P1 P0 P1 位选 数码 显示 STC90C 系 统 复位 系 统 时钟 - 3 - 第第3章章 硬件电路设计硬件电路设计 硬件电路原理图 3.1 显示及键盘接口电路显示及键盘接口电路 功能：led 显示，按键扫描。 由 LED 数码管显示器和独立按键组成。当某一按键按下一次时，
6、扫描程序扫描到之 后，通过 P0 口将信号发送到 LED。扫描及显示利用程序实现，不断扫描独立按键，当某 一按键按下时，随即执行程序段，完成相应的功能。 - 4 - 共阴极数码管 6 路独立按键 3.2 D/A 转换电路转换电路 功能：将波形样值编码转换成模拟值，输出波形。 由一片 PCF8591 组成。PCF8591 是具有 I2C 总线接口的 8 位 A/D 及 D/A 转换器。有 四路 A/D 转换输入，1 路 D/A 模拟输出，也就是既可以作 D/A 转换也可以作 A/D 转换。 PCF8591 靠数据线 SDA 和时钟线 SCL 和 90C51 联系。单片机以 I2C 协议向 PCF8591 发送数字编码，产生不同的输出。先利用采样定理对各种波形进行抽样，然后 把各种采样值进行编码，收到的数字量存入各个波形表，执行程序时通过查表的方法依 次取出，经过 D/A 转换后输出就可以得到波形。如 N 个点构成波形的一个周期，则 - 5 - PCF8591 输出 N 个样点值后，样值点形成运动轨迹，即一个周期。利用单片机的中断时 间控制输出周期的速度，也就是控制输出的波形的频率
