基于AT89C51单片机的数字式低频信号发生器毕业设计

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1、I 目目 录录 摘要 . 1 绪论 . 2 第章 方案设计 3 1.1 方案论述 3 1.2 方案论证 3 第 2 章 硬件设计 4 2.1 总体设计功能说明 . 4 2.2 DAC0832 芯片 5 2.3 硬件放大电路 . 2 第 3 章 软件设计 3 3.1 程序流程图 3 3.2 主要程序代码 5 3.3 调试 8 设计总结 10 参考文献 11 第 1 页 摘要摘要 本系统是基于 AT89C51 单片机的数字式低频信号发生器。采用 AT89C51 单片机 作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832） 、运放电路（LM324） 、按 键。通过按键控制可产生方波、三角波、正

2、弦波等。其设计简单、性能优好，可用于 多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。 各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波和方波等是较 为常见的信号。 在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。 为了实验、 研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。 本文介绍的是利用AT89C51单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号 的低频信号源， 其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。 文中简要介绍了 DAC0832 数模转换器的结构原理和使用方法，AT89C51 的基础理论，以及与设计电路有关的 各种芯片。文中着重介绍了如何利用单片机控制

3、 D/A 转换器产生上述信号的硬件电 路和软件编程。 本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案， 不仅在理论和实践上都能满足 实验的要求，而且具有很强的可行性。该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能 稳定、实现方便、功能齐全。 关键词关键词 波形发生器；三角波；正弦波；方波 第 2 页 绪论绪论 波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应 用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而 成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。 信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备， 传统的可以完全由硬件电路搭接 而成，如采用

4、555 振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路经之一， 不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和 体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机 械振动等领域常常要用到低频信号源。 而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人 满意，而且由于低频信号源所需的 RC 很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数 的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是致命的弱点。一旦工作需求功能有 增加，则电路复杂程度会大大增加。 第 3 页 第第章章 方案设计方案设计 1.1 方案论述方案论述 从科学所设计的不同范围以及器件的不同选择来构思

5、，可以实现的方案有很多， 现提出两个可行的方案并分别论述其工作原理及可行性。 方案一：方案一方框图如下图 1.1.1 所示。采用 AT89C51 芯片，数模芯片采用 DAC0831 芯片，构成基本的波形发生电路，设置多个按键用来控制波形输出记忆调 整信号频率的大小。此电路设计输出波形稳定，精度高。 图 1-1 方案一电路流程图 方案二：本方案的基本原理是在 PC 机上按下鼠标左键创建一个周期的波形，再 将各点值传送给单片机系统，产生实际的模拟信号。模拟信号通过 D/A 转换器的转 换，得到所需要的波形型号。 图 1-2 方案二电路流程图 1.2 方案论证方案论证 单片机控制超低频任意信号波形发

6、生器（方案一）与现有采用微处理器和数模转 换器组成的数字式低频信号发生器 （方案二） 相比， 由于采用直接数字波形合成技术， 频率准确度和稳定度较高。方案二中微处理器对信号的现实和处理非常方便，只是需 要同时编辑单片机语言和微处理器所需要的高级语言，工作量大而且较为复杂。因此 我选择了方案一。 第 4 页 第第 2 章章 硬件设计硬件设计 2.1 总体设计功能说明总体设计功能说明 键盘输入部分主要用于选择波形。键盘共设 3 个键，用于选择三角波、矩形波、 正弦波 3 种不同的波形。89C51 单片机用来执行某一波形发生程序，向 DA 转换器 的输入端发送数据，将其转化成模拟量，并通过运算放大器调节波形的幅值， ，从而 在输出端得到所需的波形。 可由硬件设计好后，再根据要求进行具体编写。程序的主要功能是：首先程序在 开始后，先判断 P1.0，P1.1 ，P1.2 相应的波形,然后根据选择的波形输出相应的波形. 程序将根据要求进行调节波形。 图 2-1 总电路图 第 5 页 2.2 DAC0832 芯片芯片 图 2-2 DAC0832 引脚图 DAC0832 是 8 分辨率的 D