单片机课程设计-多功能信号发生器设计.doc

多功能信号发生器1中文摘要随着人类社会的不断向前发展，科学技术也在一步一步地发生着天翻地覆的变换。而不管是在科教还是在科研方面，要想获得一个系统电参数的数值或特征，都必须在具有一定的电信号的作用下才能表现出来。为此，信号发生器成为了一种必然，成为了学术界的一种必需。多功能信号发生器是一种低频信号发生器，其基本波形主要是正弦波，三角波和方波。用单片机来产生这些基本信号是现在教学中一种基本措施，同时又能训练同学的动手动脑能力。单片机是集CPU,RAM,ROM,定时，计数和多种接口于一体的微控制器，体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上，其中数C8051系列最为典型。本次单片机课程设计的基本目的就是训练我们的思考动手能力，让我们能更深入的了解单片机的使用及特点。而多功能信号发生器作为一种用途广泛且重要的器具，对本次试验来说无疑是一种针对性强的设计。在这次设计中着重介绍了中断程序的实现原理，如何实现液晶显示的功能及对基本信号的产生的编程过程，从而更加熟练编程的细节及注意事项。关键词：单片机中断服务程序多功能信号发生器液晶显示器多功能信号发生器21设计任务描述1.1设计题目：多功能信号发生器1.2设计要求1.2.1设计目的：单片机程序设计的目的是使学生通过这一环节，增强对单片机汇编语言的熟练程度。1.2.2基本要求：1）能够产生正弦信号、方波信号和三角波信号2）输出三种波形能够转换1.2.3发挥部分：1）能够改变波形的幅值2）能够用液晶显示器显示出来多功能信号发生器32设计思路根据本次单片机设计的基本要求，此次设计的多功能信号发生器主要功能是能够在产生正弦信号、方波信号和三角波信号三种波形输出的同时还能实现三种波形之间的相互转换。通过汇编语言将三种波形生成的程序串接在一起，在依靠中断按键，控制波形的转换。在此设计基础上同时还添加了改变信号的幅值和能在信号转换同时还可以在液晶显示器上显示相应波形的拼写的附加功能。设计的思路：第一步：所需要的信号的生成，分别编写出方波，正弦波,三角波三种常见的波形的程序；第二步：不同信号之间的相互的转换，程序中的比较指令是能够实现转换的中心环节，再利用中断服务程序中的外部中断六（key3）来实现三种波形之间灵活的相互转换；第三步：幅值的变换，利用按键中断七（key4）来实现波形中的正弦波幅值的变化；第四步：波形的形式显示，在波形生成的同时在液晶显示器上显示波形当前形式的拼写。多功能信号发生器4开始初始化三角波正弦波方波输出三角波输出正弦波输出方波显示波形中断返回3流程图多功能信号发生器54各部分波形设计及参数计算：在这里我将分别对两个方块作详细的称述：4.1多种波形设计4.1.1正弦波如图4-14.1.2三角波如图4-24.1.3方波如图4-34.1.4锯齿波如图4-4LCD输出zhengxianbo数字量送累加器A查表输出对应的A地址（A）送给DPTR延时调用延时子程序输出A对应数字输出相应A的模拟量（A）送给DPTR延时开始LCD输出sanjiaobo给A送00h设置D/A输入地址将A值送给D/A输入相应A的模拟量A+1送给A延迟A-1送给A延迟开始图4-1图4-2正弦波流程图三角波流程图多功能信号发生器6设置D/A输入地址输出相应的模拟量LCD输出fangbo开始LCD输出juchibo给A送00h设置D/A输入地址将A值送给D/A输入相应A的模拟量A+1送给A延迟开始图4-3图4-4方波流程图锯齿波流程图4.2参数计算4.2.1正弦波参数计算由于单片机是12位电压输出数/模转换器，所以将其分为两部分，高四位用来调节幅度，低八位用来显示正弦波形，由Vi/VREF=VD/FF可知VD正弦变化则Vi正弦变化，令VD=FF/2*（sinx+1），一个正弦周期取181个点，最后加一个点129判断一个周期是否执行完，所以可得每点间隔为2×3.14/1810.04，所以可以算出正弦波数值表，如下：sintab:DB128,132,137,141,146,150,154,159,163,167DB171,176,180,184,188,191,195,199,203,206DB210,213,216,219,222,225,228,231,233,236DB238,240,242,244,246,247,249,250,251,252DB253,254,254,255,255,255,255,255,254,254DB253,252,251,250,249,247,246,244,242,240DB238,236,233,231,228,225,222,219,216,213DB210,206,203,198,195,192,188,184,180,176DB172,167,163,159,155,150,146,141,137,133DB128,124,119,115,111,106,102,97,93,89,85多功能信号发生器7DB81,77,73,69,65,61,57,54,50,47,43,40,37DB34,31,28,25,23,20,18,16,14,12,10,9,7DB6,5,4,3,2,2,1,1,1,1,1,2,2,3,4,5,6DB7,9,10,12,14,16,18,20,23,25,28,30,33,36DB40,43,46,50,53,57,60,64,68,72,76,80,84DB88,93,97,101,106,110,114,119,123,128,1294.2.2LCD显示器的参数计算LCD显示数值就是将所要显示字母的ASCII码值填入表中:zhengxianbodata:DB2EH,7AH,68H,65H,6EH,67H,78H,69H,61H,6EH,62H,6FHsanjiaobodata:DB2EH,73H,61H,6EH,6AH,69H,61H,6FH,62H,6FHfangbodata:DB2EH,66H,61H,6EH,67H,62H,6FHjuchibodata:DB2EH,6aH,75H,63H,68H,69h,62H,6FH5工作过程分析5.1正弦波:若R7等于4，则LCD显示程序显示“zhengxianbo”,LED显示完后再查正弦波波形表，将所查得的数据进行DA转换并输出正弦波，按下key3可以调节幅值，将表最后一个数据定为129用来判断正弦波一个周期的数据是否调用完，若调用完则让此程序循环执行。5.2三角波:若R7等于1，则LCD显示程序显示“sanjiaobo”，显示完后将00送到DAC0L再逐次加1送到DAC0L待到低位值增到FF时，给DAC0H加1，依次循环，直至DAC0的值为FFF，锯齿波最高点的值为FFF，再用同样的方法让DAC0的值从最大值FFF减到000，以此循环则显示三角波。5.3方波:若R7等于2，则LCD显示程序显示“fangbo”，显示完后将FF送到DAC0L，将F送到DAC0H，再调用延时程序，待延时程序执行完将00送到DAC0L，将0送到DAC0H，再调用延时程序，以此循环，则示波器上输出方波。5.4锯齿波:若R7等于3，则LCD显示程序显示“juchibo”，显示完后将00送到DAC0L再逐次加1送到DAC0L待到低位值增到FF时，给DAC0H加1，依次循环，直至DAC0的值为FFF，锯齿波最高点的值为FFF，再循环执行上述过程。6元器件清单器件名称器件型号器件数量计算机1波形发生器GDS-10221单片机C8051f0201表6-1