单片机和DAC波形发生器

1、EAST CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY专项技能训练课程设计报告题目基于单片机和DAC0832勺波形发生器学院：机械与电子项目学院 专业：电子信息项目姓名：王X罗X熊XX学号：09042111 09042128 09042129指导老师：胡XX吴XX2018年6月23日目录内容摘要设计任务三、元器件说明四、硬件电路设计五、程序编译1编辑思路2. 程序流程图3. 程序编译电路组装和调试1. 电路板接法2硬件焊接七、实验心得体会一、内容摘要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 系统和教案实验等领域，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。

2、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，如方波、锯齿波、三角波等，因而广泛应用 于通信、雷达、导航、宇航等领域。本次课程设计使用的AT89C51单片机构成的发生器可产生三角波， 正弦波和方波，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。此设计给出了源 代码，通过仿真测试，其性能指

3、标达到了设计要求。二、设计任务利用DAC0832输出正弦波信号 用示波器观察输出波形），初始 频 率为50H乙变频采用“ + ”、“ 一 ”键控制，实时测量输出信号的频率 值，并分析和实测输出信号的频率范围。具体完成以下任务：1. 完成系统的方案设计，给岀系统框图。2. 完成系统的硬件设计，给岀硬件电路图和系统资源分配表。3. 完成系统的软件设计，给岀程序流程图和程序编写。4. 运用Proteus仿真软件对所设计的系统进行调试和仿真，直到预 定的功能全部仿真通过，给出仿真结果。5. 准确、高质量地进行印刷电路板的焊接。6. 完成课程设计报告。三、元器件说明知识简介：DAC0832当今世界在以电

4、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。原理框图:示波器DAC0832的引脚及功能：DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器兼容。这个DA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 用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存 器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。CSVCCWR1ILE(BY1/BY2)GNDWR2DI3XFE

5、RDI2DI4DI1DI5DIODI6VREFDI7RFBI0UT2GNDI0UT1O-198765432 12- 1111 1- 1 1 1-25- 6781 O应用特性：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。DAC083劝部无参考电压源；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。各引脚功能说明：D

6、OD7:8位数据输入线，TTL电平，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；CS片选信号输入线 选通数据锁存器），低电平有效；WR1数据锁存器写选通输入线，负脉冲 脉宽应大于500ns）有 效。由ILE、CS WR1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；XFER数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲V脉宽应大于500ns）有效；WR2 DAC寄存器选通输入线，负脉冲 脉宽应大于500ns）有效， 由WR2 XFER的逻辑组合产生LE2,当LE2为高电平时，DA

7、C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。I0UT1:电流输出端1,其值随DAC寄存器的内容线性变化;I0UT2:电流输出端2,其值与IOUT1值之和为一常数；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：电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V;VREF基准电压输入线，VREF勺范围为-10V-+ 10V;AGND模拟信号地DGND数字信号地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D/A转换电路，执行两次写操作才能完成一次D/A转 换。2）单缓冲方式：不需要

8、多个模拟量同时输出时，可采用此种方式。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D/A转换电路进行D/A转换。2. CPU 芯片一 AT89C511. AT89C51 既述AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件米用ATME高密度非易失存储 器制造 技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输岀管脚相兼容。2. AT89C51引脚说明AT89C51单片

9、机引脚图如图3-2所示。它有40个引脚，其中包 含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。3 元器件清单JI 7 T D 1 2 3 4 b C 7 2 1 X1 3.T5_o_WRWD-二扭兰一口 f10021)0R/7 o )o nny m ? 0E22222222T1PDPRDPP0一 2 H4S 匚 7C?ODDI MMAIXAA 由 A 二一 U1234s67y、w U - 一 一 eoooooooVFPrn7/A91D/A 芯片 ADC0832片1集成运放LM324个2译码器74LS138片1LED个2排阻 RESP

10、ACK-8个1电阻 470、15K、7K5个13/AD1 2/AD1 1/ADS 0 ；四、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转换器作为微机输岀接口，CPU通 过程序向D/A转换器输岀随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输岀各种各样的模拟量，如方波、三角波、锯齿波、正弦波等。Altium Designer电路原理图:4ADIADADOP3f 2DAC1CC1ADJ1 qADYXAD&JADI4F2GNDcsWRGNDDI3D 口 DH DIOVREFRFBGNDVCCILEER2 xmDI42016AD4

11、liAD)MAD613AD-120TsnDI5DieDI7IOUT2IOUT1P3GNTFProtues实验仿真图VCCGND皿U239 血 g1-妙晴ir - c3 03 10k II m rc-T:-妙晴-一3 03 10kII m rc*-T: * AEXI Eft a1戊T他1tTA4 0 Al WLPO.OWK!P0.1WD1PO.2/A co i wm-rUJr.rL1-*- ET ri 加痕P0.5八6 po.emPO.7MD7RST陀卿F2.1WSRenP2.2fA-ttALEPLSfAIIEA吃刪也 P2.5W13-P2 射負世P2.7/A*F1OP3WR 沌P3.1/T0

12、P3 2 硕FI1PM -X而rlxPl3Pl4P15P3.W P3.5H1P16pajs 畀P171AJ993812293031-13MHz 怕邪1亏总师137 AD2色4帕35氏网甜収33 AD652 AD72610IIIj2ADI仁14龙.16W17AT89C51 1 E： f.方波仿真波形图如下CSvccWR1ILECB 丫 I/BV 八ONDWR2DI3XFERDI2沖DI1DI5DJODI6VREFDI7RFBI0UT2$NDI0IT1WR2AbJ4ADTADL.BADO 7&O 1 前 ND-412VR1d2Vs三角波仿真波形图如下锯齿波仿真波形图如下五、程序编译输出正弦波子程序

13、1.编程思路a写正弦波存储数地址，写初值b. 启动DAC0832专换器，输岀值c. 延时d. 循环2.编译程序：#in clude#in clude#define DAC0832 XBYTE0x7fff广定义 DAC0832 端 口地址 */sbit a=P3A0osbit b=P3A1 osbit c=P3A2osbit e=P3A3ovoid delay(unsigned int x /*延时函数 */un sig ned char i 。while(x-for(i=0 o i。void square(void /*方波发生函数 */ un sig ned char i 。for(i=0

14、o iDAC0832=0x00。for(i=0。iDAC0832=0xff。void sanjiaobo( /*三角波发生函数*/unsigned char i。for(i=0 o iDAC0832=ofor(i=255。i0。i-DAC0832=i。void juchibo( / 锯齿波unsigned char i。for(i=0 o iDAC0832=i。void main(voide=0o /译码器E1端置低电平while(1switch(P1break。 case 0xfe:while(P1 =0XFF square( case。0xfd:while(P1 =0XFF sanjiao

15、bo( case。o break。Oxfb:while(P1 =OXFF juchibo(六、电路组装和调试1电路板接法:O ODAC1oH HoP22硬件焊接:使用的主要工具和仪表有电烙铁、吸锡器、焊锡、指针式万用表、数字式万用表、无感改锥组装和调试电路的方法和技巧焊接与装配技巧：1、先不急于焊接，首先对照电原理图熟悉印刷电路板。2、清点元器件并用三用表进行测试好坏。3、仔细对照原理图，按照要求一丝不苟进行焊接。4、在装配前一定要对元器件的质量进行严格的检查，包括电阻的阻值、 电容的漏电及电容的开路、电位器的电阻及接触是否良好。5、焊接电解电容时，注意焊接速度要快，以免过热损坏内部。6、焊接时要保证无虚焊，有几点要注意：有些三极管的腿不太沾锡，易 造成虚焊，故在焊接前要将元器件的腿用摄子好好刮一刮，然后镀上锡 以后再焊接到印刷电路板上。七、实验心得体会在19周，我们用了仅仅一个星期的时间去做这个实验，在这一个 星期时间里，我们要完成从设计到制版到软件编程的全过程，时间是很 紧张的，大家每天都忙的很累，为了成功完成这个设计，我们找了很多 资料，也请教了很多同学，大家互相帮助，解答疑问，虽然累，但真的 学到了很多有用的知识。在这期间，我们不断的碰到问题，比如电路图 的设计，排版布线等。后来