单片机课设多功能信号发生器

1、单片机原理及系统课程设计报告微机原理与单片机系统课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年 12 月 31 日多功能信号发生器1引言1.1设计目的为了能够真正地了解信号发生器的原理，这次课程设计主要是设计一个简单的信号发生器。该信号发生器能产生50-200Hz的方波、正弦波等基本波形并通过按键实现波形的选择。1.2 设计方案多功能信号发生器实质上就是由波形输出、键盘的控制和数码显示器的连接组成的。因此我们采用模块化编程，主要采用的模块有：（1）键盘

2、扫描程序（2）数码管显示（3）方波输出（4）正弦波输出（5）幅值调节（6）频率调节。我们通过用单片机编程的方法来控制信号波形的频率和幅度,而且在硬件电路不变的情况下,通过改变程序来实现频率的变换。此外,由于通过编程方法产生的是数字信号,所以信号的精度可以做的很高。1.3 设计原理数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号,因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机,具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等,只要将89C51再配置键盘

3、及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、指示灯及其接口等四部分,即可构成所需的波形发生器。89C51是整个波形发生器的核心部分,通过程序的编写和执行,产生各种各样的信号,并从键盘接收数据。当数字信号经过接口电路到达转换电路,将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。1.4 总体框图单片机总体方框图如图1所示:显示电路波形输出数/模转换电路键盘电路图1 系统硬件原理方框图2 硬件设计系统硬件接线图如图2所示：图2 系统硬件接线图3 软件设计3.1 主程序设计系统的主流程序主要包括键盘的扫描、数码显示和波形的输出三部分。其中键盘扫描程序中要调用两个子程序，分别为DELAY和KS1。DELAY

4、具有延时能其延时时间为6ms，KS1为判断子程序，用来判断是否有键闭合。主程序流程图如图3所示：3.2 数码管显示程序设计数码显示是将频率输出。首先写出段控地址和位控地址，其中数据由段控位给出，通过位控来选择显示器的输出位，然后循环判断是否到达最高位。若到达最高位，则保持一定的平稳性。数码管显示程序流程图如4图所示：3.3 D/A转换电路的设计 DAC0832是CMOS工艺制造的8位D/A转换器，属于8位电流输出型D/A转换器，转换时间为1us，片内带输入数字锁存器。DAC0832与单片机接成数据直接写入方式，当单片机把一个数据写入DAC寄存器时，DAC0832的输出模拟电压信号随之对应变化。

5、利用D/A转换器可以产生各种波形，如方波、三角波、正弦波、锯齿波等以及它们组合产生的复合波形和不规则波形。3.4 程序流程图 主程序流程图和数码管显示流程图如下： 图3 主程序流程图 图4 数码管显示程序流程图 4 实验结果图5 正弦波输出图图6 方波输出图5 总结 课程设计是毕业设计的预演，有机会尝试设计一套完整的系统，能够了解设计工作的基本流程和设计的方法以及理念。在这次课程设计过程中，在有了专业知识的情况下又对原来的设计从新考虑研究。把书本上的知识用于实践之中，也更清晰明了的掌握了这些知识，并在这过程中学到了很多东西,得到了极大锻炼。例如新学的软件Proteus用以仿真这些都是对以后的毕

6、业设计以及今后的工作都是有好处的。在设计中遇到许多困难和挫折，但经过自己的不懈努力，不畏困苦，面对挫折，一步步的走向成功，这些都是本次课程设计过程中的巨大收获。在设计过程中为了弄清原理，完成预先设定的工作，将作品专业化、正规化，笔者不断学习、研究。自学了许多相关学科的相关内容，求教了多位专业老师，上网或查阅大量相关资料，寻求相关论文与毕业设计的信息。在学习的过程中越发觉得单片机技术是一门精准、系统、经验化的学科，容不得半点偏差，要花大量的时间耐心虚心学习。能在课程设计的学习过程中不断领悟单片机学科及行业的精髓。对本专业产生了较大兴趣，激发了学习热情。在本次课程设计过程中也培养了很强的自学能力，

7、这是当今社会所需人才终身学习的必备素质！6 参考文献1 李华，王思明，张金敏单片机原理及应用M兰州：兰州大学出版社，2001.2 赵晓安MCS-51单片机原理及应用M天津：天津大学出版社，2001.3.3 胡汉才单片机原理及接口技术M北京：清华大学出版社，1995.附录 源程序#include <reg51.h> #define DA0832 P1 #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit WR1 = P24; /数据锁存器输入线sbit CS = P25; /片选信号输入线sbit VPP=P34; sbit

8、 RS = P20;sbit RW = P21;sbit E = P22;uchar c=0,tl,th,t; bit wave_change=0,is_stop=0;uint code T_WAVE_INIT_code=1,5,6,7,8,10,13,17,25,50,500,526,556,588,625,667,714,769,833,909,1000,1111,1250,1429,1667,2000,2500,3333,5000; /方波地址标志位uint code f_code=1,100,80,70,60,50,40,30,20,10,1,950,900,850,800,750,7

9、00,650,600,550,500,450,400,350,300,250,200,150,100;uchar code tosin256=0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5 ,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf

10、2,0xf4,0xf5 ,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd ,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda ,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,

11、0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99 ,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51 ,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1

12、c,0x1a,0x18,0x16 ,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15 ,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25

13、,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e ,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80; /正弦波地址标志位char T_WAVE_INIT_code_num=28;uint temp;uint T_WAVE_INIT,H_count,T_count;bit is_L_H=0;uchar VPP_num=10,real_VPP_num=0xff;uchar D

14、isplay_Buffer216 = "square Vpp=5.0V", "010KHz step=50Hz" ; #include"1602.c" /函数声明void Refesh_Disp_Buffer(); / 刷新显示缓冲 /-/ 主程序/- void main() uchar VPP_num_temp;CS=0;WR1=0;T_WAVE_INIT=T_WAVE_INIT_codeT_WAVE_INIT_code_num; th=(65536-T_WAVE_INIT)/256; /tl=(65536-T_WAVE_INIT)

15、%256; temp=f_codeT_WAVE_INIT_code_num; TMOD=0X11; TH0=th; TL0=tl; ET0=1; TR0=0; TH1=th; TL1=tl; ET1=1; TR1=0; EX0=1;IT0=1;EX1=1;IT1=1;PX1=1;EA=1; Initialize_LCD1602(); /液晶初始化函数LCD_Write_Command(0x80);LCD_Display(Display_Buffer0);LCD_Write_Command(0xC0);LCD_Display(Display_Buffer1);TR0=1;while(1) Ref

16、esh_Disp_Buffer(); / 刷新显示缓冲if(VPP=0)DelayMS(5);if(VPP=0) /调节并显示频率的幅度VPP_num-;if(VPP_num=0)VPP_num=10;VPP_num_temp=VPP_num*5;LCD_Write_Command(0x80+12);Write_LCD_Data(VPP_num_temp/10+'0');Write_LCD_Data('.');Write_LCD_Data(VPP_num_temp%10+'0');real_VPP_num=255.0/10*VPP_num; wh

17、ile(!VPP); /-/ 刷新显示缓冲/-void Refesh_Disp_Buffer()temp; /temp表示需显示的频率值Display_Buffer10 = temp/100+'0' /整数位频率Display_Buffer11 = temp/10%10+'0 ' /整数位Display_Buffer12 = temp%10+'0' /两个小数位if(T_WAVE_INIT_code_num<11) /显示频率1K-100K T_WAVE_INIT:500-5Display_Buffer13 = 'K'LCD

18、_Write_Command(0xC0+12); /显示步进值 （高频）Write_LCD_Data('1');Write_LCD_Data('0');Write_LCD_Data('K');Write_LCD_Data('H');else Display_Buffer13 = ' ' LCD_Write_Command(0xC0+12); /显示步进值 （低频）Write_LCD_Data('5');Write_LCD_Data('0');Write_LCD_Data('H

19、');Write_LCD_Data('z'); LCD_Write_Command(0xC0); /显示当前频率值Write_LCD_Data(Display_Buffer10);Write_LCD_Data(Display_Buffer11);Write_LCD_Data(Display_Buffer12);Write_LCD_Data(Display_Buffer13); if(wave_change=0) LCD_Write_Command(0x80);Write_LCD_Data('s'); Write_LCD_Data('q')

20、; Write_LCD_Data('u'); Write_LCD_Data('a'); Write_LCD_Data('r'); Write_LCD_Data('e');Write_LCD_Data(' '); else LCD_Write_Command(0x80);Write_LCD_Data('s'); Write_LCD_Data('i'); Write_LCD_Data('n'); Write_LCD_Data('w'); Write_LCD_Data('a'); Write_LCD_Data('v'); Write_LCD_Data('e'); if(wave_change=1&&is_stop=1)TR1=1;is_stop=0;if(wave_change=0&&is_stop=1)TR0=1;is_stop=0;/-void INT0_int(vo