单片机原理课程设计报告---基于微处理器的函数信号发生器的设计

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1、 课题：课题： 基于微处理器的函数信号发生器的设计 一、 实验目的 本课程设计目的是制作基于微处理器的函数信号发生 器，将学过的微处理器硬件和软件知识，以及电子线路知识 进行综合应用，形成一个能实际运行的电子作品。 二、 实验内容与要求 本课程设计制作的函数信号发生器，应输出多种标准波 形，如方波、锯齿波、三角波和正弦波等，输出信号的波形 的频率、幅度应可调，用示波器观察，波形应光滑、周期应 与设计的频率相一致。 三、 实验器件 本系统的微处理器芯片采用 ATMEL 公司的 AT89C51 芯 片，芯片的引脚定义、指令系统与 MCS-51 系列微处理器相 似；放大器采用 LM358，数模转换器

2、采用 DAC 0832。具体见 图： 基于微处理器的函数信号发生器的设计 器件清单 名称 数量 CPU AT89S51 1 晶振 11.0592MHZ 1 电阻 20K 1 10K 1 5.1K 3 2K 2 可调电阻 10K 2 电容 10uf 1 0.1uf 2 30pf 2 D/A0832 1 LM358 1 剪刀 1 镊子 1 面包板 1 DAC0832 介绍：1.D/A 转换器 DAC0832 的结构特点 图 1 是集成 D/A 转换芯片 DAC0832(及 DAC0830 和 DAC0831)的内部结构图。图 2 是其引脚图。其内部包括一个 8 位输入寄存器、一个 8 位 DAC

3、寄存器、一个 8 位 D/A 变换 器和有关控制逻辑电路组成。 其中的 8 位 D/A 变换器是 R-2R T 形电阻网络式的。 这种 D/A 变换器在改变基准电压 VREF的极 性后输出极性也改变。所有输入均与 TTL 电平兼容。 图 1 和图 2 中，D7-D0 是数据量输入脚,D7 是最高位 (MSB),D0 是最低位(LSB)。VREF是基准电压接线脚。VREF可为 正(例+5 伏)也可为负(例-5 伏)。Vcc 接供电电压。Iout1 和 Iout2 是电流输出脚。LE1 和 LE2 分别为两个寄存器的锁存 端。 当 LE1=1 时,8 位 DAC 寄存数据输入,当 LE2=0 时,

4、数据锁 存。 当 ILE =1，CS= WR=0 时,LE1=1,8 位输入寄存器的数据 输入;当ILE=0或 CS 和WR1 之一为 1(或两者均为 1)时,LE1=0, 数据锁存。 当 WR2=XFER=0 时,8 位 DAC 寄存器数据输入,当 WR2 与 XFEE 中有一个或两者均为 1 时,LE2=0,数据锁存。 8 位 D/A 变换器不断地进行 D/A 转换,其输出一直对应于 8 位 D/A 寄存器输出的当时值,当 8 位DAC 寄存器的输出改变 时,8 位 D/A 变换器的输出也随之改变。因此,为了保证 8 位 D/A 变换器的输出对应于某一定时刻的 D7-D0。在 8 位 D/

5、A 变换器之前必须有寄存器,这就是图中的 8 位 DAC 寄存器。 在这里,寄存器起了零阶保持器的作用。另外,寄存器也起了 缓冲作用。 在使用时,可以采用双缓冲方式(利用两个寄存器),也 可以采用单缓冲方式(只用一级锁存,另一级直通)，还可以 采用直通方式。DAC0832 只需一组供电电源,其值可在 +5V-+15V 范围内。 DAC0832 的基准电压 VREF =-10V+10V,因而可以通过改变 VREF的符号来改变输出极性。 2.DAC0832 的单极性输出 图 3 是 DAC0832 在单片机 8031(或 8098)的控制下实现 模拟量单极性输出的电路。图中括弧内对应于 8098

6、单片机。 图 3 图 3 中,由地址锁存器 74LS373 把低 8 位地址从地址/数 据总线 P0 口(对 8031 单片机)分离出来并锁存。由地址译码 器对地址译码,产生片选信号送到 DAC0832 的 CS 端和 XFER。 在单片机执行一条输出指令时,立即在 XFER,CS 出现一个负 脉冲并把 8 位数据从 P0 口输出。脉冲为低电平期间,把 8 位 数据送到 DAC0832 的“8 位输入寄存器“和“8 位 DAC 寄存器“, 并到达“8 位 D/A 变换器“开始 D/A 变换。 当脉冲上升沿之后, 数据被锁存在“8 位输入寄存器“和“8 位 DAC 寄存器“。因而 输出指令执行完之后,P0 口或 P3 口上数据的变化不会改变 D/A 变换结果。设要把其值为 DATA 的数字量经过图 3 中的 DAC0832 变为单极性模拟量输出,DAC0832 的地址为 ADRESS, 则启动 D/A 转换程序如下: 8031 程序 8098 程序 MOV DPTR,#ADRESS AD AX,#ADRESS E MOV A,#DATA