1、 自动化工程学院自动化工程学院 综合课程设计 题 目 ： 简易波形发生器 指导老师 ： 学生姓名： 1 目录 1 题目要求题目要求 . 2 1.1 设计任务 2 1.2 参数及功能要求 . 2 1.1 推荐芯片 2 2 方案设计方案设计 . 2 2.1 整体规划 3 2.1 系统结构框图. 3 3 硬件电路硬件电路 . 3 3.1 硬件资源分配. 3 3.2 AT89C52 芯片 . 4 3.3.1 基本特点 . 4 3.3.2 管脚功能 . 5 3.3 波形转换电路. 6 3.3.1 基本特点 . 6 3.3.2 管脚功能 . 6 3.4 显示接口电路 7 3.3.1 基本特点 . 7 3.
2、3.2 管脚功能 . 7 3.5 独立按键电路. 8 3.6 电源电路 . 9 4 软件软件设计设计 9 5 仿真仿真 10 6 调试与分析调试与分析11 6.1 调试 11 6.2 结果分析 .12 6.3 心得体会 .12 7 计划安排、人员分工及经费需求计划安排、人员分工及经费需求 12 6.1 计划安排 .12 6.2 人员分工 .12 6.3 经费预算 .12 8 参考文献参考文献 .13 附录一元器件列表附录一元器件列表 .14 附录二附录二 简易波形发生器简易波形发生器 C 程序程序 .15 2 1 1 题目要求题目要求 1.1 设计任务 不使用专用 DDS 芯片，设计制作一个低
3、成本的波形发生器，该波形发生器能 产生正弦波、方波和三角波。示意图如下 1.2 参数及功能要求 1. 具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。输 出波形的频率范围为 100Hz20kHz（非正弦波频率按 10 次谐波计算） ；重复频 率可调，频率步进间隔100Hz，准确度：100ppm 2.输出波形的阻抗为 50 3.输出波形幅度范围 0.1Vpp5Vpp，可按步进 0.1Vpp 调整， 准确度：5%30mVpp 4.具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能 1.3 推荐芯片 微控制器：8051 单片机系列 DAC:AD5424 运放：TL074 2 2 方案设计方案设计
4、 本次综合课程设计要求实现的任务是设计一款信号发生器， 能够产生正弦波、 三角波和方波， 不使用专用的DDS芯片， 频率范围在100Hz20kHz(步进100Hz)， 幅值在 05V 可调(步进 0.1V)，并且兼具一定的精确度；同时能够显示出正在 输出的波形种类、频率和幅值。 2.1 整体规划 根据我们对于设计要求的评估以及指导老师给出的建议， 我们制定了这样的 整体方案：以 AT89C52 单片机为控制的核心，进行 C 语言和汇编语言综合编程， 3 从而达到产生波形、控制 I/O 端口的作用目的。具体接口分配是这样的：P1 口 接 DAC 进行数模转换，由运放对 DAC 产生的波形幅值进行
5、控制，从而满足输出幅 值和输出阻抗的要求。P3 口接独立按键，通过控制波形种类以及频率、幅值步 进的方法对输出进行控制。P0 口接 LCD,显示波形种类、频率和幅值。 对于频率信号的产生，我们准备设计基于三个波形表格，存储在 AT89C52 芯 片当中。 频率的改变采用 DDS 直接数字合成原理， 单片机外接 11.0592MHz 晶振， 步进 M 通过软件调整，幅值的改变用滑动变阻器改变 DAC 参考电压来实现。 2.2 总体设计框图 3 3 硬件电路硬件电路 本系统由单片机 AT89C52 单片机最小系统、独立按键控制电路、LCD 显示电路 和信号输出滤波电路等几部分组成。 3.1 3.1
6、 硬件资源分配硬件资源分配 合理分配软、硬件资源是成功设计的前提。为了满足设计的要求，我们这里 做如下资源分配：单片机用 11.0592MHz 晶振。P0 口与 LCD 相连，显示当前的波 形信息；P3 接独立按键，P1 接 DAC 和后续的稳幅滤波电路。下面将分别阐述各 部分的工作原理和电路图。 通过 proteus 设计的电路图如下： 4 3.3.2 2 AT89C52AT89C52 芯片芯片 AT89C52 的结构如右图所示，它是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内 含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数 据存储器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容 标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，AT89C52 单片机在电子行业中有着广泛的应用。 AT89C52 有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含 2 个外中 断口，3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行
