单片机课程设计——波形发生器精要.doc
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单片机课程设计报告
烟台大学
题 目 波形发生器
专 业 机械设计制造及其自动化
班 级 机101—4
学生姓名
同组人员
学 号
指导老师:姜风国
机电汽车工程学院
2013年 6 月 6 日
目录
一、设计目的 1
二、设计的主要内容和要求 1
1.1基本内容和要求 1
三、整体设计思路 1
3.1设计思路 1
3.2元件选型 2
3.3功能原理图 2
四、方案论证 2
五、硬件电路设计 3
5.1 电路连线图 3
5.2主要芯片介绍 4
六、软件设计 7
6.1正弦波的产生过程 7
6.2锯齿波的产生过程 7
6.3三角波的产生过程 7
6.4通过开关实现波形切换和调频 7
七、调试与仿真 7
6.1正弦波的仿真结果 7
6.2锯齿波的仿真结果 8
6.3三角波的仿真结果 8
八、总结 9
九、参考文献 9
附录 10
附录一:硬件图 10
附录二:流程图 11
附录三:程序清单 12
波形发生器
一、设计目的
(1)利用所学机的理论知识进行软硬件整体设计,锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。(2)我们这次的课程设计是以机为基础,设计并开发能输出多种波形(正弦波、三角波、锯齿波等)且频率、幅度可变的发生器。(3)掌握各个接口芯片(如0832等)的功能特性及接口方法,并能运用其实现一个简单的机应用系统功能器件。(4)在平时的学习中,我们所学的知识大都是课本上的,在机房的练习大家也都是分散的对各个章节的内容进行练习。因此,缺乏一种系统的设计锻炼。在课程所学结束以后,这样的课程设计十分有助于学生的知识系统的总结到一起。(5)通过这几个波形进行组合形成了一个发生器,使得我对系统的整个框架的设计有了一个很好的锻炼。这不仅有助于大家找到自己感兴趣的题目,更可以锻炼大家知识的应用。1.1基本内容和要求
(1)设计一款能够产生3种波形的波形发生器;
(2)设计波形选择按钮;
(3)LED或LCD显示波形代号;
(4)其他功能(创新部分)。
(5)波形频率调节;
(6)波形幅值调节;
三、整体设计思路
3.1设计思路
1、课设需要各个波形的基本输出。如输出正弦波、锯齿波、三角波。
这些波形的实现的具体步骤:
(1)正弦波:通过手动的方法计算出输出各点的电压值,然后在编写程序时以数组的方式给出。当需要时,只要按照顺序进行输出即可。这种方法比速度快且曲线的形状修改灵活。在本设计中将分为256个点,则每两个点之间的间隔为1.4度,然后计算出每个点电压对应的数字量。只要反复输出这组数据到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的正弦波。分为256个点,反复输出数据到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的输出到DAC0832,就可以在系统输出端得到想要的
P0
P1
P2
四、方案论证
任务要求实现波发生器产生正弦波、锯齿波、三角波,由于正弦波的存在,采用单片机直接运算是不合理的,故采取按时将存储的数字量送出的方法实现;为简化编程,锯齿波与三角波也采取按时送数字量的方式实现。
将一个周期分为256份,幅值0至255,取数据后分别存入数组。
利用定时器中断函数实现数据按时送出,改变定时器的初值设置即可改变频率。
送出的数据由指针循环指向相应数组的值,改变指针的地址,指向不同的数组首地址即可改变波形。
幅值的改变由DAC的参考电压和反馈电阻改变。
采用AT89C51单片机和DAC0832芯片,直接连接键盘和显示。该种方案主要对AT89C51单片机的各个I/O口充分利用。 P3口是连接键盘, P2口接显示电路,P0口连接DAC0832输出波形。这样总体来说,能对单片机各个接口都利用上,而不在多用其它芯片,从而减小了系统的成本。也对按照系统便携式低频信号发生器的要求所完成。占用空间小,使用芯片少,低功耗。
五、硬件电路设计
5.1 电路连线图
通过P1.0-P1.5口和轻触开关相连接来切换波形输出(如按S1键输出锯齿波,按S2键产生三角波,按S3键产生正弦波),P1.4、P1.5接波形频率调节开关,如图所示。用P0口控制数码管静态显示波形代号,如图所示。用P0口向DAC0832发送数据,经DAC0832转换后,再把信号放大,最后接到示波器
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