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一种基于单片机的函数信号发生器的设计与实现.pdf

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2017 年第 5 期 信息通信 2017 (总第 173 期) INFORMATION COMMUNICATIONS (Sum. No 173) 一种 于单片机的函数信号发生器的设计与实现 邱娜灵,杨 阳 四川建筑职业技术学院,四川德阳618000 ) 摘要:函数信号发生器在社会各个领域都被普遍的运用,随着数字技术与集成电路的发展,数字函数信号发生器逐渐的 取代了模拟函数信号发生器,成为主流的函数信号发生器。文章即探讨一种使用单片机来实现数字函数信号发生器的 实现方法,基于单片机是一种被广泛接受的入门主控芯片,文章的讨论重点放在对函数信号发生器的控制实现上,包括 幅度、频率、波形的选 设置方法,频率和幅度的实现算法。 关键词:函数信号发生器;51 单片机;频率控制;幅度控制;编码 图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1673-1131 2017 )05-0090-03 1 概述 函数信号发生器作为信号源,是现今在各个领域运用非 常广泛的一种设备,是高校用于实验实训的必备设备之一,也 在交通、水文监测、工业自动化生产、国防及电子类工业公司 等社会各领域有着广泛的应用。随着数字技术及集成电路的 发展,数字函数信号发生器的精度、使用性变得越来越好,已 经在很大范围取代了模拟函数信号发生器的使用。本文即探 讨一种 于单片机C51 系列为主控器件,配合数模转换芯片 DAC0832 实现函数信号发生器的实现方法。 选择 C51 单片机作为主控芯片是 于目前的学习环境 考虑,该系列单片机几乎是所有高校学生学习电子器件的入 图2 门级芯片,该芯片的使用简单易于掌握,接受度最为普遍。 一般来说,单片机应用系统的键盘常见的连接可分为两 本设计讨论的函数信号发生器实现的功能包括正弦波、三角 类:独立式键盘和行列式键盘。独立式键盘每个按键相互独 波、方波、锯齿波可选;频率在1~ 10K 范围可调;幅度也可调。 立,每个按键各接一根I/O 接口线,每个按键都 会影响其他 2 系统总体方案 的I/O 接口线。行列键盘用两组I/O 接口线排列成行、列矩阵 总体设计框图如图1 所示。本设计选择C51 系列单片机 结构,用较少的I/O 接口就可以连接相对较多的按键。如8 根 作为主控电路配以电源电路、复位电路及晶振形成最小系统; I/O 接口线可连接组成4*4 的矩阵键盘,用于操作 16 个按键。 再配以按键和显示电路进行人机交互;最重要的是与 连接的键盘可以每个按键代表一个功能,这种方式的软件设 DAC0832 连接形成波形产生电路及幅度控制电路。 计相对简单,操作也比较简单;也可以一个按键代表不同的功 下面重点对本设计的按键控制方式和波形的形成与控制 能,这就需要强大的软件来配合。基于本设计需要用的功能 进行讨论。 比较的多,仅用一个按键去代表一个功能,即使使用矩阵式键 盘连接方式需要的引脚依然比较多。而51 单片机总共只有 32 个I/O 引脚,还要连接显示电路和D/A 转换电路,一个按键
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