微机课程设计（论文）-波形发生器设计.doc

前言波形发生器是一种常用的信号源，广泛的应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源。由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察。测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最为广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如锯齿波、三角波、梯形波等，因而广泛应用于通信、雷达、导航、宇航等领域。本设计正是基于数模转换原理，采用8086最小系统经数模转换芯DAC0832设计并制作出了多功能信号发生器。用该方法设计的多功能信号发生器具有频率稳定、幅值稳定、波形失真度低、原理简单等特点。 第 页一设计方案 以8086为CPU为核心，利用D|A转换器，编程产生锯齿波，正弦波，三角波，方波信号并。输出上述四种波形。 波形的控制键盘上的四个按键由接在8255上的开关的实现：设计四个开关a，b，c,d，分别控制输出正弦波、方波、三角波和锯齿波波形。 接在示波器上，显示三角波、正弦波、锯齿波、方波。二设计原理 D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。8255A实现波形切换的原理：从8255A的C口读入外接开关的信号，CPU读入不同信号值，从而执行不同的代码，向D/A转换器传送不同的数据，控制D/A转换器输出锯齿波、三角波、方波、正弦波和锯齿波。不懂？1DAC0832芯片的原理DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。大多数的D/A转换器接口设计主要围绕D/A集成芯片的使用及配置响应的外围电路。DAC0832是8位芯片，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流Iout1和Iout2输出。DAC0832可处于三种不同的工作方式：DAC0832引脚如图2-1所示。主要性能参数如表1示， 图2-1 DAC0832的引脚图性能参数 参数值 分辨率 8 位 单电源 +5V- +15V 参考电压 +10V- -10V 转换时间 1Us 满刻度误差 1LSB 数据输入电平 与TTL电平兼容 表1DAC0832性能参数其中 DAC0832可处于三种不同的工作方式： (1)直通方式 ：当ILE接高电平，、和都接数字地时，DAC处于直通方式，8位数字量一旦到达DI7DI0输入端，就立即加到8位D/A转换器，被转换成模拟量。例如在构成波形发生器的场合，就要用到这种方式，即把要产生基本波形的数据存在ROM中，连续取出送到DAC去转换成电压信号。 (2)单缓冲方式 ：只要把两个寄存器中的任何一个接成直通方式，而用另一个锁存器数据，DAC就可处于单缓冲工作方式。一般的做法是将和都接地，使DAC寄存器处于直通方式，另外把ILE接高电平，接端口地址译码信号，接CPU的信号，这样就可以通过一条MOVX指令，选中该端口，使和有效，启动D/A转换。(3)双缓冲方式 ：主要在以下两种情况下需要用双缓冲方式的D/A转换。在需要同步进行D/A转换的多路DAC系统中，采用双缓冲方式，可以在不同的时刻把要转换的数据打入各DAC的输入寄存器，然后由一个转换命令同时启动多个DAC转换。先用3条输出指令选择3个端口，分别将数据写入各DAC的输入寄存器，当数据准备就绪后，再执行一次写操作，使变低同时选通3个D/A的DAC寄存器，实现同步转换。2.波形发生器原理要求能输出方波、锯齿波、三角波和正弦波，下面分别详述每一种波形是如何实现：方波：首先赋给AL 00H，然后执行OUT指令输出，然后延时一段，再赋给AL 0FFH,执行OUT指令输出，同样延时一段时间，这一直循环下去，就可以得到方波。利用键盘菜单选择，按键a时，就有方波产生。三角波：首先赋给AL 00H,然后执行OUT指令输出，在执行INC自动增1，直到AL是否加满，未满则继续，已满，AL置全“1”，然后输出数据减1，然后判断AL是否减到“0”，不为0则继续，这样一直循环下去，就可得到连续的三角波。利用键盘菜单选择，按键b就有三角波产生。锯齿波：首先赋给AL 00H,然后执行OUT指令输出，在执行INC自动增1，直到AL是否加满，未满则继续，已满，就可以继续判断是否有键按下，这样一直循环下去，就可得到连续的三角波。利用键盘菜单选择，按键c就可看到三角波。 正弦波Y=ASIN(X)：首先利用正弦函数算出各个点，一共取了64个点，存放在内存（SIN）中，用AL指向内存首址，取第一个数，然后输出，接着内存地址加1，延时一段时间，再取下一个数，这样一直下去，直到读完64个数，并依次输出每一个点，就可得到正弦波。利用键盘菜单选择，按键d就有正弦波产生。最后按键e可退出程序。3. 程序流程图（如图3-1） 图3-14. 实验程序stack1 segment stack dw 256 dup(?)stack1 endsdata segmentstr1 db a. triangle square wave,0ah,0dh,$str2 db b. trangle delta wave,0ah,0dh,$str3 db c. trangle sawtooh wave,0ah,0dh,$str4 db d. trangle LS wave,0ah,0dh,$str5 db e. exit,0ah,0dh,$flag db 0data endscode segment assume cs:code,ds:data,ss:stack1start :mov ax,data mov ds,ax mov ax,stack1 mov ss,ax mov dx,offset str1 mov ah,9 int 21h mov dx,offset str2 mov ah,9 int 21h mov dx,offset str3 mov ah,9 int 21h mov dx,offset str4 mov ah,9 int 21h mov dx,offset str5 mov ah,9 int 21hloop1: mov ah,1 int 16h jz loop2 mov ah,0 int 16h cmp al,61h jz square cmp al,62h jz delta cmp al,63h jz sawtooth cmp al,64h jnz l05 jmp LSl05 : cmp al,65h jnz loop2 jmp quitloop2: cmp flag,a jz square cmp flag,b jz delta cmp flag,c jz sawtooth cmp flag,d jz LS jmp loop1square: mov flag,a mov dx,30fh mov al,00h out dx,al mov cx,0ffhl03 : call dally loop l03 mov dx,30fh mov al,0ffh out dx,al mov cx,0ffhl04 : call dally loop l04 jmp loop1delta: mov flag,b mov dx,30Fhl10: mov cx,0FFh mov al,00hl06: out dx,al inc al loop l06 mov cx,0FFhl07: dec al out dx,al loop l07 jne l10 jmp loop1 sawtooth: mov flag,c mov dx,30fh l08: mov cx,0ffh mov al,00h l09: out dx,al inc al jne l09 jne l08 jmp loop1LS: mov flag,d mov dx,30fh l11: mov cx,0ffh mov al,00h call dally1 l12: out dx,al inc al jne l12 mov cx,0ffh l13: dec al out dx,al jne l13 jne l11 jmp loop1quit: mov ax,4c00h int 21hdally proc push cx push ax mov cx,0080hd1: mov ax,0100hd2: dec ax jnz d2 loop d1 pop ax pop cx retdally endpdally1 proc push cx push ax mov cx,0500hd3: mov ax,5000hd4: dec ax jnz d4 loop d3 pop ax pop cx retdally1 endpcode ends end start5. 实验结果通过编写程序得到以下结果，分别是按a,b,c,d,出现下面的如图5-1表示的是方波，图5-2表示三角波，图5-3表示锯齿波，图5-4表示梯形波。 图5-1 方波波形图 图5-2？ 图5-3 ？ 图5-4？三收获与心得体会通过这次课程设计，我进一步了解了波形发生器的原理，在实际动手操作过程中，使我接触了许多我以前没接触过的元件，而且重新温习了刚学不久的汇编语言，使我学得了许多知识，使我获益匪浅。这次课程设计，使我的动手能力得到了很大的提高，更使我们懂得理论知识的重要性，没有理论的指导一切实际行动都是盲目的，且实际操作是我们得到的理论知识得到验证，更能增加对理论知识的理解。我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐，时间对我们来说一下子变得很宝贵，真是恨不得睡觉的时间也拿来用了。当自己越过一个又一个难题时，笑容在脸上绽放。当我看到设计终于完成的时候，我乐了。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。从这次的课程设计中，我不仅巩固了课本的知识，还学到了许许多多其他的知识。我知道了每一个课程之间是融会贯通的，于是就要重新翻书来确定自己的一些设计是否正确。这次设计让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！当然我的设计肯定有不足之处，希望老师批评指正，下次