幅度频率可调波形发生器设计.doc

第五章基于单片机的波形发生器设计5.1波形发生器的原理介绍波形发生器的设计是利用D/A转换原理，将被测数字量转换成模拟量，并用模拟方式显示出低频信号源，如方波、三角波、正弦波等等。通常数字电压表都采用大规模的D/A转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中D/A转换器将输入的数字量转换成模拟量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将D/A转换器中各组模拟开关接通或断开，保证D/A转换正常进行。本系统以单片机AT89S52为系统的控制核心，结合D/A转换芯片ADC0832设计一个简易波形发生器。波形幅度的调节通过调节D/A转换器的RFE端口的电压调节来实现，具体为加一个电位器调节电压。波形的频率通过单片机的程序来实现调节。通过调节拨码开关来实现波形频率的调节。5.1.2波形发生器电路图图11 波形发生器电路图5.2芯片介绍5.2.1DAC08320832采用双缓冲接口方式，其传送控制端接地，输入所存允许断ILE与+5V电源相连，利用一个地址码进行二次输出操作，完成数据的传送和激动转换，第一次操作室P2.6为高电平，将P0口数据线上的数据锁存于DAC0832的输入寄存器中。第二次操作是写控制信号由效，传送控制端为低电平，将输入寄存器中的内容锁存入0832的DAC寄存器中，D/A转换器便开始对锁存于DAC寄存器的8位数据进行转换，约经过1/2时钟周期后，在输出端（IOUT2、IOUT1）建立稳定的电流输出。运放的作用是将0832输出的模拟电流信号转换为电压波形。DAC0832为一个8位D/A转换器,单电源供电，在+5+15V范围内均可正常工作。基准电压的范围为10V，电流建立时间为1s，CMOS工艺,低功耗20mW。DAC0832的外部引脚及功能介绍图如下：图12 DAC0832引脚图DAC0832内部结构资料:芯片内有两级输入寄存器，使DAC0832具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。D/A转换结果采用电流形式输出。要是需要相应的模拟信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，还可以外接DI0DI7：数据输入线，TLL电平。 ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。 CS：片选信号输入线，低电平有效。 WR1：为输入寄存器的写选通信号。 XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效。 WR2：为DAC寄存器写选通输入线。 Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。 Iout2: 电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。 Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻. Vcc:电源输入线 (+5v+15v) Vref:基准电压输入线 (-10v+10v) AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地. DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好5.3硬件焊接5.3.1元件清单表5 波形发生器元件清单元件规格数量制板1ua7412ua741的对应接插器2DAC08321DAC0832的对应接插器1电阻315k2电阻47.5k1排针13针1导线若干拨码开关1电阻200欧姆8单片机最小系统版1按键4电位器10k15.3.2硬件实图图13 波发生器硬件实图5.4波形发生器程序设计5.4.1设计框图函数发生器的设计K3键三角波K4键方波K5键正弦波K1键锯齿波5.4.2波形发生器程序ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: CLR P3.6JNB P3.2,MAINJNB P3.3,MAIN1JNB P3.4,MAIN2JNB P3.5,MAIN3SJMP STARTKEYCHECK:JNB P3.2,MAINJNB P3.3,MAIN1JNB P3.4,MAIN2JNB P3.5,MAIN3RETMAIN:MOV R0,#7FH ;产生锯齿波 MOV A,#00HLOOP3:MOVX R0,A INC ALCALL KEYCHECK SJMP LOOP3 LCALL DELAY LJMP START MAIN1: MOV DPTR,#7FFFH ;产生三角波 MOV A,#00H LOOP1:MOVX DPTR,A INC A NOP CJNE A,#0FFH,LOOP1LOOP2:DEC A MOVX DPTR,A CJNE A,#00H,LOOP2 INC A LCALL KEYCHECK NOP AJMP LOOP1 LCALL KEYCHECK LCALL DELAY LJMP START MAIN2: MOV DPTR,#7FFFH ;产生矩形波LOOP4:MOV A,#00HMOVX DPTR,A LCALL DELAY LCALL KEYCHECK MOV A,#0FEH MOVX DPTR,A LCALL DELAYLCALL KEYCHECK LJMP LOOP4MAIN3: ;产生正弦波LOOP5:MOV A,R1 MOV DPTR,#SETTAB MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#07FFFHMOVX DPTR,ALCALL KEYCHECK INC R1 SJMP LOOP5SETTAB:DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02H DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09H DB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15H DB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25H DB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38H DB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EH DB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66H DB 69H, 6CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80H DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9H DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDH DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H DB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80H DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51H DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H DB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH DB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02H DB 02H, 01H, 00