基于单片机的正弦信号发生器的设计.doc

南昌大学职业技术学院南昌大学职业技术学院 毕业设计毕业设计 课题名称 基于单片机的正弦信号发生器设 设计时间 2011 11 2011 12 系 部 电子信息工程系 班 级 09 电信专 姓 名 陈 松 指导教师 胡 亮 总目录总目录 第一部分第一部分 任务书任务书 第二部分第二部分 开题报告开题报告 第三部分第三部分 毕业设计正文毕业设计正文 第第 一一 部部 分分 任任 务务 书书 南昌大学职业技术学院南昌大学职业技术学院 毕业设计任务书毕业设计任务书 系系 部部 电子信息 工程系 指导老师指导老师 胡 亮 职称职称 助教 学生姓名学生姓名 陈 松 班级班级 09 电信专 学号学号 8210309002 设计题目设计题目 基于单片机的正弦信号发生器设计 设计设计 内容内容 目标目标 和和 要求要求 设计内容目标 1 通过对单片机 AT89C51 的掌握 实现正弦信号的产生 并且能 在液晶显示器上显示频率的示数 2 整个设计过程包括电路原理图的绘制 Keil 软件的程序设计 与编译调试 以及利用 Proteus 软件进行仿真调试 设计要求 1 收集 整理与毕业设计课题有关领域的信息资料 2 按照毕业设计的要求形成符合学院规定的毕业设计书面文档 3 论文用语规范 单位标准 参数符合行业规定范围 4 论文中图 表整齐 规范 教研室教研室 审核审核 系部系部 审核审核 南昌大学职业技术学院南昌大学职业技术学院 电子信息工程电子信息工程 系系 1212 届届 毕业设计 论文 开题报告书毕业设计 论文 开题报告书毕业设计 论文 开题报告书毕业设计 论文 开题报告书 表 表 表 表 1 1 1 1 学生姓名陈 松专业电子信息工程班级09 电信专学号8210309002 题 目基于单片机的正弦信号发生器设计 指导教师胡 亮职称助教学 位学士 题目类别 工程设计 基础研究 应用研究 其它 课题的内容与要求 1 通过对单片机 AT89C51 的掌握 利用单片机实现正弦信号的产生 并且能在液晶显示器上显 示频率的示数 2 整个设计过程包括电路原理图的绘制 Keil 软件的程序设计与编译调试 以及利用 Proteus 软件进行仿真调试 前言 信号发生器是一种常用的信号源 广泛应用于科学研究 生产实践和教学实验等领域 特 别是通信系统的科研实验中 常常需要用到多种不同频率和相位的信号 如正弦波 三角波 方波和锯齿波等 因此多功能信号发生器应用十分广泛 在数字化时代的今天 经典的有模拟 电路组成的信号发生器已经渐渐远离了人 取而代之的事电路简洁 功能多样 功耗低的数字 电路 在以后的时间里 将会有越来越多的数字化的信号发生器运用在各种科学技术领域和工 程实践中 给人们的日常生活带来更多的便利 方案的比较与评价 方案一 采用专用信号发生器 MAX038 是美信公司的低失真单片信号发生器集成电路 内 部电路完善 使用该芯片 设计简单 可以生成同一频率信号的各种波形信号 但频率精度我 稳定度都难以达到要求 方案二 选用 AT89C51 单片机作为控制器 与 D A 转换器 DAC0832 连接 再经过运算放大 器放大输出 使用按键扫描来实现波形的可变 这样输出的波形稳定 精度高 滤波好 抗干 扰效果好 连接简单 性价比高 因此我们设计中选择方案二 预期的效果及指标 本系统采用单片机 AT89C51 单片机实现正弦信号发生器的设计 利用 Proteus 软件完成系 统硬件电路设计 采用 Keiluvision2 软件进行系统程序设计以及编译调试 做种能够利用 Proteus 软件进行调试仿真 第第 三三 部部 分分 毕毕 业业 设设 计计 正正 文文 基于单片机的正弦信号发生器设计基于单片机的正弦信号发生器设计 陈松陈松 09 电信专 摘 要 本系统利用单片机 AT89C51 完成正弦信号发生器的设计 首先通过 D A 转换器 DAC0832 将数字信号转换成模拟信号 滤波放大 最终由示波器显示出来 1Hz 3kHz 的波 形 同时通过键盘来调整频率变化 并通过 LCD1602 显示波形类型及其频率值 该系统大 致包括单片机主控电路 数 模转换电路以及液晶显示电路三部分 其中对数 模转换部分 和波形调整部分进行详细论述 关键词 单片机 AT89C51 正弦信号发生器 DAC0832 LCD1602 DesignDesign ofof thethe SineSine SignalSignal GeneratorGenerator BasedBased onon SCMSCM Tian Hesi 0802 Electric Automation AbstractAbstract this system capitalize on AT89C51 it makes use of central processor to generate three kinds of waves they are triangle wave and use D A conversion module wave generate module and liquid crystal display of 1602 it can have the 1Hz 3KHz profile In this system it can control wave form choosing frequency range can have the sine wave Simultaneously may also take the frequency measurement frequency and displays them through liquid crystal display of 1602 this design includes three modules They are D A conversion module wave generate module and liquid crystal display of LED module In this design the wave generator into wave form module and D A conversion module are discussed in detail KeyKey words words AT89C51 DAC0832 Liquid crystal 1602 目录目录 第一章 绪论 1 1 1 课题简介 1 1 1 1 课题来源 1 1 1 2 技术现状 1 1 2 单片机的产生和发展 1 1 2 1 单片机的定义 1 1 2 2 单片机的发展史及发展趋势 1 1 3 单片机的特点及应用 2 1 3 1 单片机的特点 2 1 3 2 单片机的应用 2 第二章 AT89C51 单片机的特性与功能 3 2 1 单片机的应用与选择 3 2 2 芯片简介 4 2 2 1AT89C51 性能简介 4 2 2 2 AT89C51 的主要特性 4 2 2 3 AT89C51 管脚功能 4 第三章 硬件设计 7 3 1 正弦信号发生器设计方案框图 7 3 2 DAC0832 硬件简介 7 3 2 1 管脚功能 7 3 2 2 DAC0832 芯片与单片机硬件接口设计 9 3 3 放大整形电路 9 3 4 LCD1602 硬件介绍 10 3 5 振荡电路 11 3 6 复位电路 12 3 7 键盘电路 12 3 8 显示电路 13 第四章 软件设计和仿真调试 14 4 1 正弦信号发生器程序的流程图 14 4 2 程序设计 15 4 3 正弦信号发生器仿真编译 20 致 谢 23 参考文献 24 第一章第一章 绪绪 论论 1 1 课题简介 1 1 1 课题来源 本课题适用于科学教研 生产实践和教学实验等领域 它是有 AT89C51 单 片机 DAC0832 通过按键来实现波形的产生 1 1 2 技术现状 运用单片机来完成本设计具有好的实用性和操作性 因为单片机具有体积 小 功能强 成本低 应用面广等功能 1 2 单片机的产生和发展 1 2 1 单片机的定义 计算机的发展经历了从电子管到大规模集成电路等几个发展阶段 随着大 规模集成电路技术的发展 使计算机向性能稳定可靠 微型化 廉价方向发展 从而出现了单片微型计算机 所谓单片微型计算机 是指将组成微型计算机的基本功能部件 如中央处 理器 CPU 存储器 ROM 和 RAM 输入 输出 I O 接口电路等集成在一块集 成电路芯片上的微型计算机 简称单片机 总体来讲 单片机可以用以下 表 达式 来表示 单片机 CPU ROM RAM I O 功能部件 1 2 2 单片机的发展史及发展趋势 单片机的历史可以追朔到 1974 年 美国仙童公司研究出世界上第一台单片 微型计算机 F8 该机由两块集成电路芯片组成 结构奇特 具有与众不同的指 令系统 深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视 从此 单片机开始迅速 发展 应用范围也在不断扩大 单片机的发展历史大致可分为下面三个阶段 第一阶段 1976 年 1978 年 初级单片机微处理阶段 以 Intel 公司是 MCS 48 为代表 此系列的单片机具有 8 为 CPU 并行 I O 端口 8 位时序同步 计数器 寻址范围不大于 4KB 但是没有串行口 第二阶段 1978 年 1982 年 高性能单片机微处理阶段 如 Intel 公司 的 MCS 51 Motorola 公司的 6801 和 Zilog 公司的 Z8 等 该类型单片机具有串 行 I O 端口 有多级中断处理系统 16 位时序同步计数器 RAM ROM 容量 加大 寻址范围可达 64KB 有的芯片甚至还带有 A D 转换接口 由于该系统 单片机应用领域极其广泛 各公司正大力改进其结构与性能 第三阶段 1982 年 现在 8 位单片机微处理改良型及 16 位单片机微 处理阶段 1 3 单片机的特点及应用 1 3 1 单片机的特点 随着现代科技的发展 单片机的集成度越来越高 CPU 的位数也越来越高 已能将所有主要部件都集成在一块芯片上 使其应用模式多 范围广 并具有 以下特点 体积小 功耗低 价格便宜 重量轻 易于产品化 控制功能强 运行速度快 能针对性地解决从简单到复杂的各类控制问 题 满足工业控制要求 并有很强的位处理和接口逻辑操作等多种功能 抗干扰能力强 适用温度范围宽 由于许多功能部件集成在芯片内部 受外界影响小 故可靠性高 虽然单片机内存储器的容量不可能很大 但存储器和 I O 接口都易于扩 展 可以方便的实现多机和分布式控制 1 3 2 单片机的应用 单片机的应用具有面广量大的特点 目前它广泛的应用于国民经济各个领 域 对技术改造和产品的更新起着重要作用 主要表现在以下几个方面 单片机在智能化仪器 仪表中的应用 由于单片机有计算机的功能 它 不仅能完成测量 还既有数据处理 温度控制等功能 易于实现仪器 仪表的 数字化和智能化 单片机在实时控制中的应用 单片机可以用于各种不太复杂的实时控制 系统中 如一般性的温度控制 液面控制 电镀顺序控制等 将测量技术 自 动控制技术和单片机技术相结合 充分发挥单片机的数据处理和实时控制功能 使系统工作于最佳状态 单片机在机电一体化中的应用 单片机有利于机电一体化技术的发展 已广泛应用于数控机床 医疗设备 汽车设备等 单片机在多机系统中的应用 单片机在多机系统中的应用是将来单片机 发展的主要模式 它可以提高单片机的可靠性 使系统运行速度更快 单片机在计算机外围设备中的应用 单片机广泛应用于打印机 绘图机 等多种计算机的外围设备 特别是用于智能终端 可大大减轻主机负担 提高 系统的运行速度 单片机在家用电器中的应用 单片具有体积小 重量轻 价格便宜等特 点 所以家电产品中配上微电脑后 使其身价百倍 功能更强 使用方便 灵 活 深得用户欢迎 单片机在通信中的应用 单片机广泛应用于移动通信领域 使移动电话 的功能更强大 操作更方便 第二章第二章 AT89C51AT89C51 单片机的特性与单片机的特性与功能功能 2 1 单片机的应用与选择 8051 是 MCS 51 系列单片机中的代表产品 它内部集成了功能强大的中央 处理器 包含了硬件乘除法器 21 个专用控制寄存器 64kB 的程序存储器 256B 字节的数据存储器 4 组 8 位的并行口 两个 16 位的可编程定时 计数 器 一个全双工的串行口以及布尔处理器 由于 MCS 51 集成了几乎完善的 8 位中央处理单元 处理功能强 中央处 理单元中集成了方便灵活的专用寄存器 硬件的加 减 乘 除法器和布尔处 理机及各种逻辑运算和转移指令 这给应用提供了极大的便利 MCS 51 的指令系统近乎完善 指令系统中包含了全面的数据传送指令 完善的算术和逻辑运算指令 方便的逻辑操作和控制指令 对于编程来说 是 相当灵活和方便的 MCS 51 单片机的工作频率为 2 12MHz 当振荡频率为 12MHz 时 一个 机器周期为 1us 这个速度应该说是比较快的 8051 中集成了完善的各种中断源 用户可十分方便地控制和使用其功能 使得它的应用范围加大 可以说它可以满足绝大部分的应用场合 MCS 51 把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上 使得数据传送距 离大大缩短 可靠性更高 运行速度更块 由于属于芯片化的微型计算机 各 功能部件在芯片中的布局和结构达最优化 抗干扰能力加强 工作亦相对稳定 因此 在工业测控系统中 使用单片机是最理想的选择 单片机属于典型的嵌 入式系统 所以它是低端控制系统最佳器件 2 2 芯片简介 2 2 1AT89C51 性能简介 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory 的低电压 高性能 CMOS8 位微处理器 俗称单片机 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术 制造 与工业标准的 MCS 51 指令集和输出管脚相兼容 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中 ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制 器 为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案 2 2 2 AT89C51 的主要特性 8031 CPU 与 MCS 51 兼容 4K 字节可编程 FLASH 存储器 寿命 1000 写 擦循环 全静态工作 0Hz 24KHz 三级程序存储器保密锁定 128 8 位内部 RAM 32 条可编程 I O 线 两个 16 位定时器 计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 2 2 3 AT89C51 管脚功能 MCS 51 系列单片机芯片均为 40 个引脚 HMOS 工艺制造的芯片采用双列 直插 DIP 方式封装 其引脚示意及功能分类如图 2 1 图 2 1 MCS 51 引脚图 MCS 51 系列单片机的 40 个引脚中有 2 个专用于主电源的引脚 2 个外接 晶体的引脚 4 个控制或与其它电源复用的引脚 以及 32 条输入输出 I O 引脚 VCC 供电电压 GND 接地 P0 口 P0 0 P0 7 为双向 8 位三态 I O 口 当作为 I O 口使用时 可 直接连接外部 I O 设备 它是地址总线低 8 位及数据总线分时复用口 可驱动 8 个 TTL 负载 一般作为扩展时地址 数据总线口使用 P1 口 P1 0 P1 7 为 8 位准双向 I O 口 它的每一位都可以分别定义 为输入线或输出线 作为输入时 口锁存器必须置 1 可驱动 4 个 TTL 负载 P2 口 P2 0 P2 7 为 8 位准双向 I O 口 当作为 I O 口使用时 可直 接连接外部 I O 设备 它是与地址总线高 8 位复用 可驱动 4 个 TTL 负载 一 般作为扩展时地址总线的高 8 位使用 P3 口 P3 0 P3 7 为 8 位准双向 I O 口 是双功能复用口 可驱动 4 个 TTL 负载 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口 如下所示 P3 口管脚 备选功能 P3 0 RXD 串行输入口 P3 1 TXD 串行输出口 P3 2 INT0 外部中断 0 P3 3 INT1 外部中断 1 P3 4 T0 记时器 0 外部输入 P3 5 T1 记时器 1 外部输入 P3 6 WR 外部数据存储器写选通 P3 7 RD 外部数据存储器读选通 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 RST 复位输入 当振荡器复位器件时 要保持 RST 脚两个机器周期的高 电平时间 ALE PROG 当访问外部存储器时 地址锁存允许的输出电平用于 锁存地址的地位字节 在 FLASH 编程期间 此引脚用于输入编程脉冲 在平 时 ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号 此频率为振荡器频率的 1 6 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的 然而要注意的是 每当用作 外部数据存储器时 将跳过一个 ALE 脉冲 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0 此时 ALE 只有在执行 MOVX MOVC 指令是 ALE 才 起作用 另外 该引脚被略微拉高 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止 置位无效 XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 XTAL2 来自反向振荡器的输出 综上所述 MCS 51 系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点 单片机功能多 引脚数少 因而许多引脚都具有第 2 功能 单片机对外呈 3 总线形式 由 P2 P0 口组成 16 位地址总线 由 P0 口分时 复用作为数据总线 由 ALE PSEN EA 与 P3 口中的 INT0 INT1 T0 T1 WR RD 共 10 个引脚组成控制总线 第三章第三章 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 3 1 正弦信号发生器设计方案框图 单 片 机 显示电路 按键电路 数 模转 换电路 放大电路 波形输出 图 3 1 设计方框图 3 2 DAC0832 硬件简介 3 2 1 管脚功能 DAC0832 管脚功能如图 3 2 所示 图 3 2 DAC0832 管脚图 DAC0832 的主要特性参数如下 分辨率为 8 位 输出为电流信号 电流的建立时间为 1us 可单缓冲 双缓冲或直接数字输入 只需在满量程下调整其线性度 单一电源供电 5V 15V 低功耗 20mW 参考电压可以达到 10V 直接的数字接口可以与任何一款单片机相连 DAC0832 的引脚功能 D0 D7 8 位数据输入线 TTL 电平 通常与单片机的数据总线相连 用于输 入 CUP 送来的待转换数字量 有效时间应大于 90ns 否则锁存器的数据会出错 ILE 数据锁存允许控制信号输入线 高电平有效 Error Error 片选信号输入线 选通数据锁存器 低电平有效 Error Error 数据锁存器写选通输入线 负脉冲 脉宽应大于 500ns 有效 由 ILE Error Error Error Error 的逻辑组合产生 LE1 当 LE1 为高电平时 数据锁存器状 态随输入数据线变换 LE1 的负跳变时将输入数据锁存 Error Error 数据传输控制信号输入线 低电平有效 负脉冲 脉宽应大于 500ns 有效 Error Error DAC 寄存器选通输入线 负脉冲 脉宽应大于 500ns 有效 由 Error Error Error Error 的逻辑组合产生 LE2 当 LE2 为高电平时 DAC 寄存器的输出随 寄存器的输入而变化 LE2 的负跳变时将数据锁存器的内容打入 DAC 寄存器并 开始 D A 转换 IOUT1 电流输出端 1 其值随 DAC 寄存器的内容线性变化 IOUT2 电流输出端 2 其值与 IOUT1 值之和为一常数 当 DAC 寄存器内容全为 1 时 IOUT1 为最大 IOUT2 0 当 DAC 寄存器内容全为 0 时 IOUT1 0 IOUT2 为最大 为了保证输出电流的线性 应将 IOUT1 及 IOUT2 接到外部运算放大器的输入端 上 Rfb 反馈信号输入线 改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度 Vcc 芯片工作电源 范围为 5V 15V VREF 基准电压输入线 VREF 的范围为 10V 10V AGND 模拟信号地 为模拟信号和基准电源的参考地 DGND 数字信号地 为工作电源地和数字逻辑地 3 2 2 DAC0832 芯片与单片机硬件接口设计 根据对 DAC0832 的数据锁存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式 DAC0832 有三种连接方式 直通方式 单缓冲方式和双缓冲方式 1 双缓冲方式 进行两级缓冲 2 单缓冲方式 只进行一级缓冲 3 直通方式 不进行缓冲 适用于比较简单的场合 本设计采用的是直通连接方式 具体电路设计如图 3 3 所示 图 3 3 连接图 3 3 放大整形电路 为了输入的是小信号时也能对精确的测出它的频率 所以在信号的输入口 加电压放大 有时输入的信号波形不是很好时 放大后也是失真的信号 这就 会影响到所测信号的频率 因此要经过整形 其电路如图 3 4 所示 图 3 4 放大电路 3 4 LCD1602 硬件介绍 图 3 5 LCD1602 引脚图 LCD1602 引脚及其功能介绍如表 3 1 所示 表 3 1 管脚号管脚名称LEVER管脚功能描述 1VSS0V电源地 2VDD5 0V电源电压 3VEE对比调整电压 4RSH L RS H 表示 DB7 DB0 为显示数 据 RS L 表示 DB7 DB0 为显示指 令数据 5R WH L R W H E H 数据被读到 DB7 DB0 R W L E H L DB7 DB0 的数据被写到 IR 或 DR 6EH L使能信号 R W L E 信号下降沿 锁存 DB7 DB0 R W H E H DRAM数据读到 D7 D0 7D0H L数据线 8D1H L数据线 9D2H L数据线 10D3H L数据线 11D4H L数据线 12D5H L数据线 13D6H L数据线 14D7H L数据线 3 5 振荡电路 单片机必须在时钟的驱动下才能工作 在单片机内部有一个时钟振荡电路 只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元 决定单片机的工作速度 系统所采用的振荡电路如图 3 6 所示 图 3 6 振荡电路图 系统选用石英晶体振荡器 此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振 在 XTAL2 引脚产生幅度为 3V 左右的正弦波时钟信号 其振荡频率主要由石英 晶振的频率确定 电路中两个电容 C1 C2 的作用有两个 一是帮助振荡器起 振 二是对振荡器的频率进行微调 C1 C2 的典型值为 30PF 单片机在工作时 由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑 单元的时钟信号的周期称为时钟周期 其大小是时钟信号频率的倒数 常用 fosc 表示 如时钟频率为 12MHz 即 fosc 12MHz 则时钟周期为 1 12 s 3 6 复位电路 复位电路如图 3 7 所示 采用上电复位 由极性电容 C3 和电阻组成 复位 电路具有上电自动复位功能 高电平有效 在正常工作状态下复位管脚为低电 平 图 3 7 复位电路图 3 7 键盘电路 键盘电路如图 3 8 所示 P2 0 对应的按键有启动和停止作用 P2 1 对应的 按键是减少频率 P2 1 对应的按键是加频率 图 3 8 键盘电路 3 8 显示电路 显示电路如图 3 9 所示 频率通过与单片机相连接的LCD1602显示 图 3 9 显示电路 第四章第四章 软件设计和仿真调试软件设计和仿真调试 4 1 正弦信号发生器程序的流程图 开始 初始化 S1 按下 有按键按下 S3 按下S2 按下 S1num 1延时增 f 减小 延时减 f 增大 S1num 1S1num 2 输出正弦波 液晶显示 f 无输出 S1num 0 液晶显示 f 液晶显示 f N Y 图 4 1 流程图 4 2 程序设计 include 头文件 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit lcdrw P3 3 位变量的定义 sbit lcdrs P3 2 位变量的定义 sbit lcde P3 4 位变量的定义 sbit s1 P2 0 位变量的定义 sbit s2 P2 1 位变量的定义 sbit s3 P2 2 位变量的定义 sbit cs1 P3 5 位变量的定义 sbit cs2 P3 6 位变量的定义 uchar s1num a ys j 变量的定义 字符型 uint fre 变量的定义 整型 uchar code tosin 256 0 x80 0 x83 0 x86 0 x89 0 x8d 0 x90 0 x93 0 x96 0 x99 0 x9c 0 x9f 0 xa2 0 xa5 0 xa8 0 xab 0 xae 0 xb1 0 xb4 0 xb7 0 xba 0 xbc 0 xbf 0 xc2 0 xc5 0 xc7 0 xca 0 xcc 0 xcf 0 xd1 0 xd4 0 xd6 0 xd8 0 xda 0 xdd 0 xdf 0 xe1 0 xe3 0 xe5 0 xe7 0 xe9 0 xea 0 xec 0 xee 0 xef 0 xf1 0 xf2 0 xf4 0 xf5 0 xf6 0 xf7 0 xf8 0 xf9 0 xfa 0 xfb 0 xfc 0 xfd 0 xfd 0 xfe 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xff 0 xfe 0 xfd 0 xfd 0 xfc 0 xfb 0 xfa 0 xf9 0 xf8 0 xf7 0 xf6 0 xf5 0 xf4 0 xf2 0 xf1 0 xef 0 xee 0 xec 0 xea 0 xe9 0 xe7 0 xe5 0 xe3 0 xe1 0 xde 0 xdd 0 xda 0 xd8 0 xd6 0 xd4 0 xd1 0 xcf 0 xcc 0 xca 0 xc7 0 xc5 0 xc2 0 xbf 0 xbc 0 xba 0 xb7 0 xb4 0 xb1 0 xae 0 xab 0 xa8 0 xa5 0 xa2 0 x9f 0 x9c 0 x99 0 x96 0 x93 0 x90 0 x8d 0 x89 0 x86 0 x83 0 x80 0 x80 0 x7c 0 x79 0 x76 0 x72 0 x6f 0 x6c 0 x69 0 x66 0 x63 0 x60 0 x5d 0 x5a 0 x57 0 x55 0 x51 0 x4e 0 x4c 0 x48 0 x45 0 x43 0 x40 0 x3d 0 x3a 0 x38 0 x35 0 x33 0 x30 0 x2e 0 x2b 0 x29 0 x27 0 x25 0 x22 0 x20 0 x1e 0 x1c 0 x1a 0 x18 0 x16 0 x15 0 x13 0 x11 0 x10 0 x0e 0 x0d 0 x0b 0 x0a 0 x09 0 x08 0 x07 0 x06 0 x05 0 x04 0 x03 0 x02 0 x02 0 x01 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x01 0 x02 0 x02 0 x03 0 x04 0 x05 0 x06 0 x07 0 x08 0 x09 0 x0a 0 x0b 0 x0d 0 x0e 0 x10 0 x11 0 x13 0 x15 0 x16 0 x18 0 x1a 0 x1c 0 x1e 0 x20 0 x22 0 x25 0 x27 0 x29 0 x2b 0 x2e 0 x30 0 x33 0 x35 0 x38 0 x3a 0 x3d 0 x40 0 x43 0 x45 0 x48 0 x4c 0 x4e 0 x51 0 x55 0 x57 0 x5a 0 x5d 0 x60 0 x63 0 x66 0 x69 0 x6c 0 x6f 0 x72 0 x76 0 x79 0 x7c 0 x80 正弦波码 void delay uint z 延时子程序 uchar i j for i z i 0 i for j 110 j 0 j void delay1 uint y 延时子程序 uint i for i y i 0 i void write com uchar com 1602 写指令 lcdrs 0 P1 com delay 5 lcde 1 delay 5 lcde 0 void write data uchar date 1602 数据 lcdrs 1 P1 date delay 5 lcde 1 delay 5 lcde 0 void init 初始化 lcdrw 0 lcde 0 cs2 0 cs1 0 write com 0 x38 write com 0 x0c write com 0 x06 write com 0 x01 write com 0 x80 0 x00 write data 0 x77 写 wave write data 0 x61 write data 0 x76 write data 0 x65 write data 0 x3a write com 0 x80 0 x40 写 f write data 0 x66 write data 0 x3a void write f uint date 写频率 uchar qian bai shi ge qian date 1000 bai date 100 10 shi date 10 10 ge date 10 write com 0 x80 0 x42 write data 0 x30 qian write data 0 x30 bai write data 0 x30 shi write data 0 x30 ge write data 0 x48 write data 0 x5a void xsf 显示频率 if s1num 1 if 语句 判断是否是状态 1 fre 1000 9 3 ys 频率计算公式 write f fre 写频率 void keyscanf 按键部分 if s1 0 delay 5 if s1 0 while s1 无限循环函数 s1num s1num 1 if s1num 1 if 语句 判断是否是状态 1 ys 0 write com 0 x80 0 x05 write data 0 x73 写 sine write data 0 x69 write data 0 x6e write data 0 x65 write data 0 x20 write data 0 x20 if s1num 2 if 语句 判断是否是状态 2 s1num 0 P1 0 write com 0 x80 0 x05 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write com 0 x80 0 x42 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 write data 0 x20 if s2 0 按键减频率 delay 5 if s2 0 while s2 ys if s3 0 按键加频率 delay 5 if s3 0 while s3 ys void main 主函数 init while 1 无限循环语句 keyscanf if s1num 1 正弦波 for j 0 j 255 j P0 tosin j delay1 ys if s1 根据示波器的波形频率的显示计算出三种波形的频率计算公式如下 正弦波 f 1000 9 3 ys 其中 ys 为延时的变量 4 3 正弦信号发生器仿真编译 Keil Vision 是一款可用于多种 8051MCU 集成开发环境 它集编辑 编译 连接 调试 仿真于一体 支持汇编语言 PL M 语言和 C 语言的程序设计 具 有较好的 C 风格界面 易学易用 本设计采用 Keil 软件进行编译 检测其程序正确与否 下面就是利用 Keil 进行编译的 图 4 2 图 4 2 编译 对程序进行编译正确后 再生成 hex 文件 留在模拟仿真中进行使用 hex 文件生成 的过程如下图 4 3 和 4 4 图 4 3 编译设置 图 4 4 零错误 零警告 生成 hex 文件后 再在模拟仿真软件中画图 画完后双击单片机 AT89C51 然后将在 Keil 里面生成的 hex 文件按下图 4 5 所示加入到里面 按下仿真按钮 进行模拟仿真 若 仿真的结果与设计的要求不一致 再对程序进一步的修改 直到与设计的要求相符合 图 4 5 添加 hex 文件 如下图 4 6 所示 当按下开始按钮时 示波器显示出正弦波的波形 是正确的仿真图 符合本设计的要求 图 4 6 启动仿真 当按下停止按键时 示波器上将停止显示正弦波 如下图 4 7 所示 也是符合本设计 要求的 图 4 7 停止仿真 图 4 8 仿真原理图 致致 谢谢 对于本次设计 从收集资料到设计完成 期间得到了指导老师的大力支持 和指导 胡老师他学识渊博 治学严谨 宽以待人在我做毕业设计和期间不仅传授 了做学问的秘诀 还传授了做人的准则 这些都将使我终生受益 无论是在理 论学习阶段 还是在论文的选题 资料查询 开题 研究和撰写的每一个环节 无不得到导师的悉心指导和帮助 我愿借此机会向导师表示衷心的感谢 同时我还要真挚的向曾经给予我无限帮助和教导的全体教研室老师表示感 谢 他们治学严谨 学识渊博 视野雄阔 平易近人为广大学生营造了一种良 好的精神氛围 授人以鱼不如授人以渔 置身其间 耳濡目染 潜移默化 使 我不仅接受了全新的思想观念 树立了宏伟的学术目标 领会了基本的思考方 式 掌握了通用的研究学习方法 而且还明白了许多待人接物与为人处世的道 理 在即将毕业离校之际 我要感谢舍友在生活上给予我的关心和帮助以及学业上 的切磋和指点 感谢 09 电信同窗和老师三年来对我的照顾 我将终身难忘 参考文献参考文献 1 程全 基于 AT89C51 实现的多种波形发生器的设计 J 周口师范学院学 报 2005 2 周明德 微型计算机系统及原理及应用 M 清华大学出版社 2002 3 童诗白 模拟电路技术基础 M 北京 高等教育出版社 2000 4 杜华 任意波形发生器及应用 J 国外电子测量技术 2005 5 张友德 单片微型机原理 应用与实践 M 上海 复旦大学出版社 2004 6 俞国亮 MCS 51 单片机原理与应用 M 北京 清华大学出版社 2007 7 樊明龙 任静 单片机原理与应用 M 北京 化学工业出版社 2005 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃 蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃 袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆 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