1、 单片机课程设计报告书单片机课程设计报告书 课题名称课题名称 波形发生器波形发生器的设计的设计 姓姓 名名 学学 号号 院院 系系 通信与电子工程学院通信与电子工程学院 专专 业业 电子电子科学与技术科学与技术 指导教师指导教师 20122012 年年 1212 月月 3131 日日 1 一、设计任务及要求 设计任务：设计任务： 设计一个简易的波形发生器 要要 求求： （1）能够通过开关或按钮选择性的输出方波、锯齿波、三角波及正弦波四种波形 其中的一种 （2）要求这四种波形的频率均可以在一定的范围内可调，同时电压的幅度也可以 通过电位器实现在一定的范围内可调 指导教师签名： 2012 年 月
2、日 二、指导教师评语 指导教师签名： 2012 年 月 日 三、成绩三、成绩 验收盖章 2012 年 月 日 2 波形发生器的设计波形发生器的设计 邓立新邓立新 （湖南城市学院通信与电子工程学院,益阳,413000） 1 设计目的 通过对本课题的设计，掌握 A/D、D/A 转换的应用，用单片机通过编程产 生各种波形的方法。熟悉单片机应用系统的设计以及软硬件的调试。单片机本身 并没有开发能力，必须借助开发工具即硬件开发环境才能进行开发。单片机的硬 件开发环境有 PC 机、编程器和仿真机等。 2 设计的主要内容和要求 设计一个简易波形发生器， 要求该系统能通过开关或按钮有选择性的输出方 波、锯齿波
3、、三角波及正弦波等四种波形，并且这四种波形的频率均可在一定范 围内调节，电压的幅度也可以通过电位器在一定范围内进行调节。 对于四种波形的切换， 用四个开关的四种状态来表示 （或用按钮） 。 选用 D/A 转换器选用 DAC0832 来输出波形。通过拨码开关来调节频率。 3 整体设计方案 本方案直接采用 Atmel 公司的 AT89C51 作为波形发生器。波形的具体产生 是通过 DAC 来产生，Atmel 公司的 AT89C51 在这方面的设计为我们提供了极大 的方便，用它实现的好处在于，外围电路极其简单，另外在 DAC 的编程方面又 提供及其便利的编程环境。外围电路的设计包括三大部分，第一是键
4、盘控制电路 的设计，这里采用 4 个独立按键，由 P1.0、P1.1、P1.2、P1.3 的进行控制。通过 P0 口输出数字波形信号，经过 DAC0832 转换为模拟信号进行输出。在波形输出 的同时利用按键（拨码开关）来进行频率调节，通过对 DAC0832 的 VREF 参考 电压的控制来调节输出波形的幅度。 另外由于 Atmel 公司的 AT89C51 接 DAC 输 出，为保证电流的输出在 P0 口接上上拉电阻，保证驱动电路正常驱动。本设计 的特点是全面采用数字电路方案，因而工作稳定可靠。利用单片机控制管理，使 频率设置和占空比调整等操作可用键盘输入，十分方便。通过按键的控制来调节 3 输
5、出波形的形式、频率和幅度，如图 3.1 所示。 波形选择检测幅度调节电路 DA转换电路 振荡电路 波形输出 单片机 80C51 频率调节电路 复位电路 图 3.1 整体设计方框图 4 硬件电路的设计 根据设计要求，可以考虑四种波形切换，用四个开关的四种状态来实现。波 形频率的改变是通过 P2 口来控制实现。波形输出是通过 D/A 转换器实现的，可 以选用 D/A 专用芯片 0832 来完成。通过控制 DAC0832 的参考电压来调节输出 波形的幅度，采用一个 1K 的电位器来调节。这样系统的主要器件就确定了。其 系统的硬件电路原理图如图 4.1 所示。 系统选用 12MHZ 晶振，如用 8MH
6、Z 晶振，则输出波形的频率可得到相应降 低。A/D 转换器芯片的地址按图中所示接线为 7000H，采样通道为 IN0，三个通 道地址选择端 ADD-A,ADD-B 及 ADD-C 接在数据线上， 也可以接到 P2 口线上， 只是按图所示接线，在启动 A/D 转换器时，累加器 A 中应送通道值。当然，按 设计要求也可将这三根地址线接地， 但这样不利于系统扩展， 0809EOC 端在 A/D 转换结束后会产生一个上跳变，将其接到 P3.2 口，这样当 A/D 转换结束时可按 等待及查询两种方式读取数据，编程较为灵活，若采取中断方式读取结果，从 EOC 输出的信号应加反相器后再送到 P3.2 口， 以便与单片机的中断逻辑相匹配。 分频器 74ALS74 将 1MHZ 的地址锁存信号四分频，变为 250KHZ 脉冲后，提供 给 0809 作为其工作脉冲。 D/A 转换器芯片 DAC0832 将单片机输入的数字量转变 为电流信号并以差分方式送给运算放大器 LM324，后者
