智能控制课程设计PPT课件.ppt

波形发生器 智能仪表课程设计 姓名 陈晓恒关利乐指导老师 李晓林 1 波形发生器 2 1 设计任务和技术要求 设计任务和技术要求具有产生正弦波 三角波和方波三种周期性波形的功能 通过键盘选择输出信号类型 频率等相关指标 具有显示输出波形的类型 以及此时的频率的功能 键盘控制产生三种波形 3 介绍系统的硬件设计流程及系统器材的选型 介绍系统的总体设计方案 介绍系统的软件设计流程 2 研究内容 概述 硬件 软件 4 2 1系统概述 设计方案波形发生器可分为两个模块 D A转换模块和LCD显示模块 D A转换模块主要用于分析单片机的输出的数字信号 从而完成数模信号的转换 进而产生波形 LCD显示模块主要用于跟踪显示系统的实时波形及频率 其工作原理为 当分别按下四个按键中的第一个按键就会依次出现方波 三角波 正弦波 按第二个键可以增加频率 第三个键会减小频率 第四个键关闭DAC转换通道 5 系统结构方图 AT89C52 时钟电路 复位电路 键盘电路 DAC0832 I V转换电路 波形输出 液晶显示电路 6 2 2系统硬件设计 D A转换 系统硬件 89C52 液晶显示 7 在此设计中 对单片机的要求如下 1 本系统要求在有信号输入时 单片机要尽快工作 因此要求此单片机的运行速度尽可能的快 2 因为C语言的可移植性好 选用可支持C语言的单片机 3 单片机的成本应该尽可能的低 4 操作过程尽可能的简单 单片机的时钟电路采用内部方式 外接陶瓷谐振器 频率为12MHZ 微调电容值为30pF 系统复位采用按键式外部复位方式 复位信号至少保持8uS以上 1 AT89C52 8 特点8kBytesFlash存储器256bytes的RAM32个I O口3个16位定时 计数器6个中断优先级2层中断嵌套中断1个全双工串行通信口片内时钟振荡器AT89C52 9 时钟电路和复位电路 10 转换特性 D A转换器在实际电路中应用很广 它不仅常作为接口电路用于微机系统 而且还可利用其电路结构特征和输入 输出电量之间的关系构成数控电流源 电压源 数字式可编程增益控制电路和波形产生电路等 其转换特性如下 2 DAC0832 11 DAC0832带有两个输入数据缓冲寄存器 是一种单电源 5 15V 的CMOS型器件 其参考电压VREF可在 10V 10V范围内选择 转换速度约为1 s DAC0832的逻辑结构图如下 12 部件选用 DAC0832 由于是软件滤波 所以不会有寄生的高次谐波分量 生成的波形比较纯净 它的特点是价格低 性能高 在低频范围内稳定性好 操作方便 体积小 耗电少 运算放大器选用TL082 TL082是一通用的J FET运算放大器 其特点有 较低的输入偏置电压和偏移电流 输出没有短路保护 输入级具有较高的输入阻抗 内建频率补偿电路 较高的压摆率 最大工作电压 18V 13 I V转换电路 单极性输出电压的电路原理图 输出电流 输出电压 输入单极性输出要想获得正的电压值 参考输入电压需给定为负值 数字输入 14 双极性输出电压的电路原理图 输出电流 电压输出 能将不同极性的数字量对应转换为正 负极性的模拟电压 数字输入 15 DAC0832的连接电路 16 3 LCD1602 特点 5V电压 对比度可调内含复位电路提供各种控制命令 如 清屏 字符闪烁 光标闪烁 显示移位等多种功能有80字节显示数据存储器DDRAM内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAMLCD1602 17 4 按键 18 2 3软件设计 主程序设计voidmain uchari 0 DA S2 0 使DAC寄存器处于直通状态DAdata 0 DA S1 1 关闭8位输入寄存器init lcd waveform 0 TMOD 0 x01 设置定时器0为16位工作方式IT0 1 设置外部中断0为下降沿触发ET0 1 开定时器中断EX0 1 开外部中断0EA 1 while 1 程序流程图 开始 初始化 开定时器中断和外部中断 无限循环 19 定时器中断voidtimer0 interrupt1 TH0 THtemp TL0 TLtemp 定时器0写入初始值if waveform 0 sine out elseif waveform 1 triangle out elseif waveform 2 square out 开始 定时器初始化 waveform 0 waveform 1 waveform 2 显示正弦波 显示正弦波 显示正弦波 Y Y Y N N 结束 N 20 外部中断 开始 关中断与定时器 读入键值 是否为第一个键按下 是否为第二个键按下 是否为第