课程设计（论文）-单片机波形发生器.doc

1目录一、设计目的.3二、设计要求.3三、背景知识.31、DAC0832的引脚及功能.32、DAC0832三种数据输入方式.3四、硬件原理.6五、软件实现.71、主程序.92、实验电路图.16.3、仿真波形.16六、心得体会.18七、参考文献.182一、设计目的1、掌握8位D/A转换器DAC0832与单片机的接口技术及编程方法。2、掌握利用DAC0832及其适当的外围电路实现波形转换以及利用示波器进行显示的方法。3、进一步掌握DAC0832的功能特点、工作原理和正确的使用方法。4、进一步了解外围器接口的基本原理的使用技术。二、设计要求用单片机与DAC0832构成的波形发生器，可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波等多种波形。三、背景知识8位D/A转换器DAC0832简介：DAC0832当今世界在以电子信是8位分辨率的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。这类D/A转换器由8位输入锁存器，8位DAC寄存器，8位DA转换电路及转换控制电路构成。1、DAC0832的引脚及功能：DAC0832芯片是一种具有两个输入数据寄存器的8位DAC，它能直接与MCS51单片机接口，其主要特性参数如下：分辨率为8位；电流稳定时间1us；可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；3只需在满量程和下调整其线性度；单一电源供电（5V15V）；低功耗，200mW。为便于DAC0832的使用，特将其应用特性总结如下：DAC0832是微处理器兼容型D/A转换器，可以充分利用微处理器的控制能力实现对D/A转换的控制。这种芯片有许多控制引脚，可以和微处理器控制线相连，接受微处理器的控制，如ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER端。有两级锁存控制功能，能够实现多通道D/A的同步转换输出。DAC0832内部无参考电压源；须外接参考电压源。DAC0832为电流输入型D/A转换器，要获得模拟电压输出时，需要外加转换电路。DAC0832的引脚图及逻辑结构如下图：4图1DAC0832结构框图及引脚排列DAC0832各引脚的功能如下：DI0DI7：数据输入线。ILE：数据允许锁存信号，高电平有效；/CS：输入寄存器选择信号，低电平有效。/WR1为输入寄存器的写选通信号。输入寄存器的锁存信号/LE1由ILE、/CS、/WR1的逻辑组合产生。当ILE为高电平、/CS为低电平、/WR1输入负脉冲时，在/LE1产生正脉冲；/LE1为高电平，输入锁存器的状态随数据输入线的状态变化，/LE1的负跳变将数据线上的信息锁入输入寄存器。/XFER:数据传送信号，低电平有效。/WR2为DAC寄存器的写选通信号。DAC寄存器的锁存信号/LE2,由/XEFR、/WR2的逻辑组合产生。当/XFER为低电平，/WR2输入负脉冲，则在/LE2产生正脉冲；/LE2为高电平是时，DAC寄存器的输出和输入寄存器的状态一致，/LE2负跳变，输入寄存器的内容打入DAC寄存器。VREF：基准电源输入引脚。Rfb：反馈信号输入引脚，反馈电阻在芯片内部。IOUT1、IOUT2：电流输出引脚。电流IOUT1、IOUT2的和为常数，IOUT1、IOUT2随DAC寄存器的内容线性变化。VCC：电源输入引脚。AGND：模拟信号地DGND：数字地。52、DAC0832三种数据输入方式：（1）双缓冲方式：即数据经过双重缓冲后再送入DA转换电路，执行两次写操作才能完成一次DA转换。这种方式可在DA转换的同时，进行下一个数据的输入，可提高转换速率。更为重要的是，这种方式特别适用于要求同时输出多个模拟量的场合。此时，要用多片DAC0832组成模拟输出系统，每片对应一个模拟量。（2）单缓冲方式：不需要多个模拟量同时输出时，可采用此种方式。此时两个寄存器之一处于直通状态，输入数据只经过一级缓冲送入DA转换电路。这种方式只需执行一次写操作，即可完成DA转换。（3）直通方式：此时两个寄存器均处于直通状态，因此要将、和端都接数字地，ILE接高电平，使LE1、LE2均为高电平，致使两个锁存寄存器同时处于放行直通状态，数据直接送入DA转换电路进行DA转换。这种方式可用于一些不采用微机的控制系统中或其他不须0832缓冲数据的情况。四、硬件原理波形的产生是通过8751执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。8751组成单片机的最小系统有三种联接方式。一种是两级缓冲器型，即输入数据经过两级缓冲器型，即输入数据经过两级缓冲器后，送D/A转换电路。第二种是单级缓冲器型，输入数据经输入寄存器直接送入DAC寄存器，然后送D/A转换电路。第三种是两个缓冲器直通，输入数据直接送D/A转换电路进行转换。本电路直通联接方式，即WR1、WR2、CS和XFER接地，ILE和VCC接+5V电源，8751的数据输出线直接与DAC0832的数字输入端相连。D/A转换电路可采用单极性输出，也可采用双极性输出。本线路采用双极性输出，即经过两个运算放大器F032后输出电压UOUT。输入数字量与输出电压的关系如表所示。6表一：输入数字量与输出电压的关系输入码模拟输出电压UOUTMSBLSB+Vref11111111Vref-1LSB11000000Vref/210000000001111111-1LSB00111111-Vref/2-1LSB00000000-Vref从表中可看出，当输入数字量D=00H时，输出电压UOUT=-VREF；当D=80H时，UOUT=0；当D=FFH时，REFREFREFOUTVVVU1281。可见波形的最大幅值由D/A的参考电压VREF决定。8751的P1口接一转换开关K，通过软件编程来选择各种波形，其中电阻R1R8的作用是保证转换开关的各浮空节点为“0”。P3口用来驱动一组发光二极管，每种波形对应一个发光二极管作为波形的指示器。