函数波形发生器课程设计-secret.doc

Nanhua University课程设计（论文）题 目： 函数波形发生器 学院名称： 班 级： 指导老师： 学 号： 姓 名： 同组人员： 学 号： 2007年 12月30日 前言当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得尤为重要，在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。漫步在繁华的现代化的大都市的大街上，随时都可以看到街上有很多可以用卡取钱的机器(ATM自动柜机)，十字路口的交通灯。我们的手机，我们家里数码电视机、数码音响、遥控器、空调、智能玩具.这些“高科技”看上去是如此的神秘，它到底是怎样构成的，它是通过什么样的程序和什么样的方式来完成这一系列指令的呢？让我们取钱更方便、避免城市的交通混乱和交通阻塞给我们生活带来了处处方便。其实这也是用单片机来控制的，单片机在我们生活中触手可及，它是如此地贴近我们的生活，单片机给我们的生活带来的有如此多的便利。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。科技越发达，智能化的东西就越多，使用的单片机就越多。看来学单片机是社会发展的需求。据统计，我国的单片机年容量已达13亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片,并不断地辐射向内地, 这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的前景。培养单片机应用人才，特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意义 编 者 2007年12月 目录一、 设计目的.1二、 设计要求.1三、 背景知识.11、DAC0832的引脚及功能12、DAC0832三种数据输入方式 3四、 硬件原理.4五、 软件实现.51、主程序.72、输出方波子程序83、输出三角波子程序84、输出锯齿波子程序85、输出正弦波子程序9六、 心得体会.10七、 参考文献.10一、设计目的掌握8位D/A转换器DAC0832与单片机的接口技术及编程方法。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，波形的周期可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。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；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： 图 1 DAC0832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。2、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AT89S52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。AT89S52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NE4558后输出电压UOUT。输入数字量与输出电压的关系如表所示。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-1LSB11000000 Vref/210000000 001111111 -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，。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。五、软件实现系统软件由主程序和产生波形的子程序组成，软件设计主要是产生各种波形的子程序的编程，通过编程可得到各种波形。周期的改变可采用插入延时子程序的方法来实现。主程序和几种常用波形子程序的流程图如图所示。 图 3 锯齿波发生子程序流程图 图 4 三角波发生子程序流程图 图 5 方波发生子程序流程图 图 6 正弦波发生子程序流程图设波形选择开关状态为：SW4按一下选择方波；按两下选择三角波；按三下选择锯齿波；按四下选择正弦波；按五下选择梯形波1、主程序：ORG 0000HAJMP Start；转主程序ORG 0003HAJMP Begin；转INT0中断服务程序ORG 0013HAJMP Xuanze；转INT1中断服务程序Start: MOV A ，#00H MOV R0, #00H MOV R7, #00H SETB EA ；开CPU中断 SETB EX0 ；开INT0中断 CLR IT0 ；令INT0为电平触发 SETB EX1 ；开INT1中断 SETB PX1 ；令INT1为高优先级 CLR IT1 ；令INT1为电平触发 SJMP $ ；等待中断Xuanze：INC R7 CJNE R7,#06H,ABC RETIABC： MOV R7 ,#01H RETBegin：MOV DPTR ,#0BFFFH ；8255控制口地址为0BFFFHMOV A,#80HMOV DPTR,A ；设置8255PA,PB,PC都为输出口INC R0MOV A , R0MOV B , #100DIV ABLJMP BIAOMOV DPTR, #0BEFFH ；指向8255PC地址MOVX DPTR,A ；百位数显示MOV A ,BMOV B ,#10DIV ABLJMP BIAOMOV DPTR, #0BDFFH ；8255PB地址MOVX DPTR,A ；十位数显示MOV A , BLJMP BIAOMOV DPTR, #0BCFFH ；8255PA地址MOVX DPTR,A ；个位数显示MOV A ，R7 ；读波形选择状态CJNE A ,#01H ,Sanjo ；R7=1调方波子程序：SQUN LCALL SQUW ；调生成方波子程序：SQUNSanjo：CJNE A ,#02H ,Juchi ；R7=2调三角波子程序：TRIANLCALL TRIAN ；调生成三角波子程序：TRIANJuchi：CJNE A ,#03H ,Zhexi ；R7=3调锯齿波子程序：SANTOOLCALL SANTOO ；调生成锯齿波子程序：SANTOOZhexi：CJNE A ,#04H ,Tixing ；R7=4调正弦波子程序：SINELCALL SINE ；调生成正弦波子程序：SINETixing: CJNE A,#05H,Back ；R7=5调梯形子程序：TI LCALL TI ；调生成梯形子程序：TIBack ：RETIBIAO:INC A MOVC A,A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ；0,1,2,3,4,5 DB 7DH,07H,7FH,6FH ；6,7,8,9；2、输出方波子程序：SQUNSQUN：MOV DPTR,#7FFFH ；DAC0832寄存器地址MOV A ,#0FFH MOVX DPTR,A ；输出一个幅度的方波 LCALL Delay ；调125ms延时子程序：DelayMOV A ,#00HMOVX DPTR,A ；输出另一个幅度的方波LCALL Delay ；调125ms延时子程序：DelayRET ；返回125ms延时子程序(单片机晶振12MHZ)Delay： MOV R2, #0F5HDely1： MOV R1, #0FFHDely2： DJNZ R1, Dely2 DJNZ R2, Dely1 RET；3、输出三角波子程序：TRIANTRIAN ：MOV A ,#00H MOV DPTR,#7FFFHUP: MOVX DPTR,AINC A JNZ UPDOWN: DEC AMOVX DPTR,AJNZ DOWN RET；4、输出锯齿波子程序：SANTOOSANTOO: MOV A ,#00H MOV DPTR,#7FFFHLLOOP： MOVX DPTR,A INC A ； CJNE A,FFH,LLOOP RET；5、输出正弦波子程序：SINESINE: MOV DPTR1,#sinTab MOV DPTR,#7FFFH LOOP: CLR A MOVC A,A+DPTR1 CJNE A,#129,LOOP1 RETLOOP1: MOVX DPTR,A INC DPTR1 AJMP LOOPsinTab:DB 128,132,137,141,146,150,154,159,163,167 DB 171,176,180,184,188,191,195,199,203,206 DB 210,213,216,219,222,225,228,231,233,236 DB 238,240,242,244,246,247,249,250,251,252 DB 253,254,254,255,255,255,255,255,254,254 DB 253,252,251,250,249,247,246,244,242,240 DB 238,236,233,231,228,225,222,219,216,213 DB 210,206,203,198,195,192,188,184,180,176 DB 172,167,163,159,155,150,146,141,137,133 DB 128,124,119,115,111,106,102,97,93,89,85 DB 81,77,73,69,65,61,57,54,50,47,4