课程设计（论文）单片机波形发生器

1、 目录一、 设计目的.3二、 设计要求.3三、 背景知识.3 1、dac0832的引脚及功能. 3 2、dac0832三种数据输入方式. . 3四、 硬件原理. 6五、 软件实现. 7 1、主程序. 9 2、实验电路图. 16.3、仿真波形. 16六、 心得体会.18七、 参考文献.18一、设计目的1、 掌握8位d/a转换器dac0832与单片机的接口技术及编程方法。2、 掌握利用dac0832及其适当的外围电路实现波形转换以及利用示波器进行显示的方法。3、 进一步掌握dac0832的功能特点、工作原理和正确的使用方法。4、 进一步了解外围器接口的基本原理的使用技术。二、设计要求用单片机与da

2、c0832 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。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

3、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 dac0

4、832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

5、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

6、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

7、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8751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。8751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d

8、ac0832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f032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

9、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1、主程序： org 0000h ljmp main or

10、g 0100hmain: jnb p1.0,p10 jnb p1.1,p11 jnb p1.2,p12 jnb p1.3,p13 ljmp mainp10: mov r7,#00h lcall squ ljmp mainp11: mov r7,#01h lcall saw ljmp mainp12: mov r7,#02h lcall tri ljmp mainp13: mov r7,#03h lcall sin ljmp mainsqu: jnb p1.1,n1 jnb p1.2,n2 jnb p1.3,n3 ljmp ssqun1: mov r7,#01h ljmp tc0n2: mov

11、r7,#02h ljmp tc0n3: mov r7,#03h ljmp tc0ssqu: cjne r7,#00h,tc0 mov r0,#00h mov dptr,#7fffhk00: mov a,#0ffh movx dptr,a mov p0,#0ffh mov p2,#0ffh mov a,p2 cpl a mov r3,al00: dec r3 cjne r3,#255,l00 inc r0 inc r0 cjne r0,#254,k00 mov r0,#00hk01: mov a,#00h movx dptr,a mov p0,#00h mov p2,#0ffh mov a,p2

12、 cpl a mov r3,al01: dec r3 cjne r3,#255,l01 inc r0 inc r0 cjne r0,#254,k01 ljmp squtc0: retsaw: jnb p1.0,n4 jnb p1.2,n5 jnb p1.3,n6 ljmp ssawn4: mov r7,#00h ljmp tc1n5: mov r7,#02h ljmp tc1n6: mov r7,#03h ljmp tc1ssaw: cjne r7,#01h,tc1 mov r0,#0ffh mov dptr,#7fffhk10: mov a,r0 movx dptr,a mov p0,r0

13、mov p2,#0ffh mov a,p2 cpl a mov r3,al10: dec r3 cjne r3,#255,l10 inc r0 cjne r0,#255,k10 ljmp sawtc1: rettri: jnb p1.0,n7 jnb p1.1,n8 jnb p1.3,n9 ljmp ttrin7: mov r7,#00h ljmp tc2n8: mov r7,#01h ljmp tc2n9: mov r7,#03h ljmp tc2ttri: cjne r7,#02h,tc2 mov r0,#00h mov dptr,#7fffhk20: mov a,r0 movx dptr

14、,a mov p0,r0 mov p2,#0ffh mov a,p2 cpl a mov r3,al20: dec r3 cjne r3,#255,l20 inc r0 inc r0 cjne r0,#254,k20k21: mov a,r0 movx dptr,a mov p0,r0 mov p2,#0ffh mov a,p2 cpl a mov r3,al21: dec r3 cjne r3,#255,l21 dec r0 dec r0 cjne r0,#0,k21 ljmp tritc2: retsin: jnb p1.0,n10 jnb p1.1,n11 jnb p1.2,n12 lj

15、mp ssinn10: mov r7,#00h ljmp tc3n11: mov r7,#01h ljmp tc3n12: mov r7,#02h ljmp tc3ssin: cjne r7,#03h,tc3 mov r0,#00h mov dptr,#7fffhk30: mov a,r0 mov dptr,#tab movc a,a+dptr mov dptr,#7fffh movx dptr,a mov p0,a inc r0 mov p2,#0ffh mov a,p2 cpl a mov r3,al30: dec r3 cjne r3,#255,l30 cjne r0,#255,k30

16、ljmp sintc3: rettab: db 80h,82h,84h,86h,88h,8ah,8ch,8eh,90h,92h,94h,96h,98h,9ah,9ch,9eh db 0a0h,0a2h,0a4h,0a6h,0a8h,0aah,0abh,0adh,0afh,0b1h,0b2h,0b4h,0b6h,0b7h,0b9h,0bah db 0bch,0bdh,0bfh,0c0h,0c1h,0c3h,0c4h,0c5h,0c6h,0c8h,0c9h,0cah,0cbh,0cch,0cdh,0cehdb 0ceh,0cfh,0d0h,0d1h,0d1h,0d2h,0d2h,0d3h,0d3h

17、,0d4h,0d4h,0d4h,0d4h,0d5h,0d5h,0d5hdb 0d5h,0d5h,0d5h,0d5h,0d4h,0d4h,0d4h,0d4h,0d3h,0d3h,0d2h,0d2h,0d1h,0d1h,0d0h,0cfhdb 0ceh,0ceh,0cdh,0cch,0cbh,0cah,0c9h,0c8h,0c6h,0c5h,0c4h,0c3h,0c1h,0c0h,0bfh,0bdhdb 0bch,0bah,0b9h,0b7h,0b6h,0b4h,0b2h,0b1h,0afh,0adh,0abh,0aah,0a8h,0a6h,0a4h,0a2hdb 0a0h,9eh,9ch,9ah

18、,98h,96h,94h,92h,90h,8eh,8ch,8ah,88h,86h,84h,82hdb 80h,7dh,7bh,79h,77h,75h,73h,71h,6fh,6dh,6bh,69h,67h,65h,63h,61hdb 5fh,5dh,5bh,59h,57h,55h,54h,52h,50h,4eh,4dh,4bh,49h,48h,46h,45hdb 43h,42h,40h,3fh,3eh,3ch,3bh,3ah,39h,37h,36h,35h,34h,33h,32h,31hdb 31h,30h,2fh,2eh,2eh,2dh,2dh,2ch,2ch,2bh,2bh,2bh,2bh,2ah,2ah,2ahdb 2ah,2ah,2ah,2ah,2bh,2bh,2bh,2bh,2ch,2ch,2dh,2dh,2eh,2eh,2fh,30hdb 31h,31h,32h,33h,34h,35h,36h,37h,39h,3ah