基于单片机的智能信号发生器设计

1、答 辩 人： 张钊铭专 业：应用电子技术指导老师： 江 涛目录2系统总设计3系统硬件设计4系统软件设计5测试与总结 1绪论一、绪论 各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中三角波、锯齿波、方波和正弦波都是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。该信号源的特点是：体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。本系统是基于STC89C51单片机的数字式低频信号发生器。通过按键控制可产生

2、三角波、锯齿波、方波和正弦波四种波形，并实时显示输出波形的类型和频率。二、系统总设计 采用单片机编程的方法来实现，利用数模转换器DAC0832通过查表得方式输出需要的波形，该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。三、系统硬件设计 单片机结构简介单片机采用STC89C51，时钟电路，作用给单片机提供一个时间基准，单片机的复位电路，按下复位按键之后可以使单片机进入刚上电的起始状态。P1口的P1.0-P1.3分别与四个按键连接，分别控制锯齿波、三角波、正弦波和方波

3、，P1.4-P1.7与四个发光二极管相连,按键一对应发光二极管一，依次类推，发光二极管四对应按键四，实现输出一个波形对应亮一个灯。其中晶振采用12MHZ。P0口与DAC0832的DI0-DI7数据输入端相连。P2口用来控制DAC0832的输入寄存器选择信号/CS和数据传送信号/XFER。系统硬件设计 系统按键功能设计系统按键采用独立式未编码键盘结构独立式未编码键盘结构根据设计的电路特点，只需要用到4个按钮来选择波形，实现的功能也比较简单。系统硬件设计 LCD显示器液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。在本设计采用的字

4、符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器。系统硬件设计 DA转换器DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。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。系统硬件设计 双运算放大器LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式。它具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。四、系统软件设计 本软件设计过程中主要实现利用按键来控制不同波形的输出，当按键1按下时，函数发生器就

5、切换不同的波形；当按键2按下时，函数发生器就加频率；当按键3按下时，函数发生器就减频率；当按键4按下时，函数发生器就进入调节步进值。五、测试结果 在确定编程思路并将各部分的程序及各子程序编好，就可以对本文所设计的硬件电路和系统软件进行总体测试了。示波器主要用于显示函数发生器输出的波形，用它可以检测函数发生器是否正常工作。总结 课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片

6、机的开发技术是十分重要的。回顾起此次单片机课程设计。从选题到定稿，从理论到实践，在最近这段时间里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多的东西，不仅可以巩固之前所学过的知识，而且还学到了很多在课本上没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正适应社会。附、系统仿真图 附、系统原理图 P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5

7、(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)P0.732(AD6)P0.633(AD5)P0.534(AD4)P0.435(AD3)P0.336(AD2)P0.237(AD1)P0.138(AD0)P0.039VCC40U389C51/C52VCCY112MHzC230pfC330pfR310KVCCR4100GND1VC

8、C2V03RS4R/W5EN6D07D18D29D310D411D512D613D714A15K16LCD1602D0D1D2D3D4D5D6D7VCCVCC+C110uF1234K0RESET1234A1234B1234CR11kR210k12345678910310kD0D1D2D3D4D5D6D7321P1POWERVCC112233445566S1VCCVCCP25P27P26P27VCCVCCVCCR5100R61KOUT11IN1-2IN1+3GND4IN2+5IN2-6OUT27VCC8U1LM358RT1103C4104D1REDRGND3GND10Vcc20Iout111lsbDI07Iout212DI16DI25Rfb9DI34DI416Vref8DI515DI614msbDI713ILE19WR218CS1WR12Xfer17U2DAC0832