单片机和DAC波形发生器

1、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日目录一、内容摘要二、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、六、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。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

2、。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，其性能指标达到了设 计要求。二、设计任务利用DAC0832输出正弦波信号 用

3、示波器观察输出波形），初始 频率为50Hz,变频采用“ + ”、“ ”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,给出系统框图。2. 完成系统的硬件设计,给出硬件电路图和系统资源分配表。3. 完成系统的软件设计,给出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

4、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:微处理器AT89C514DAC08324放大器4_放大器示波器1、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)GNDWR2DI3XFERD

5、I2DI4DI1DI5DI0DI6VREFDI7RFBIOUT2GNDIOUT12184171615714813121011562019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：DOD7: 8位数据

6、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500n s） 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 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，DAC寄

7、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

8、缓冲方式：不需要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。该器件采用ATME高密度非易失存储 器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51指令集和输出管脚相兼容。2. AT89

9、C51引脚说明AT89C51单片机引脚图如图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。nnnnnnnnnJnnnnnnnnnccccc22222222 FPPPFPPPaH TE 1311 t 1 1 1 1 1 FPPPFFFFFFFFFF FFT1.1 Mr r flolVTT03p fe5-131 o- 9 _H 7 c 5 3 2 1 43; 3 H H;:3UBG J £PC.2N £ z1;'扭-*1|口 f012848 &7 8 s o 11

10、11111111z()1 2 H4S匚7& oddddddd b mma-xaa由A / U1234S67v/w U : : : / eoooooooA VFPrrpFpr_E7/A913/AD12/AD1 1/ADS 0 ； ADu3. 元器件清单D/A 芯片 ADC0832片1集成运放LM324个2译码器74LS138片1LED个2排阻 RESPACK-8个1电阻 470、15K、7K5个1四、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转换器作为微机输出 接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化

11、规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如方波、三角 波、锯齿波、正弦波等。Altium Designer 电路原理图:F24 ADI AD ADODAC11rCCADJ ADY AD& ADICS WR GND DI3 D 口 DH DIO VREF RFB GNDVCCILEER2 xmDI4DI5DieDI7IOUT2IOUT120Ts116AD4liAD)MAD613AD12013GNTFGNDProtues实验仿真图皿，30pF-13MHz U1 ''-rI-妙晴-ir - c£3 03 10kIlm rc'-T：' u

12、F .EXI>31-A1V2329304 Eft® 1 一°戊T他IPO.OWK!P0.1WD1PO.2/ co -i wm-t TA4 OAI WL*rU.Ji'.rL1-'- ET ri加痕P0.5£6 po.emPO.7MD7RSTRenALEEA陀卿F2.1WS P2.2fA-tt Pi'.SfAII 吃刪也 P2.5W13- P2.射負世 P2.7/A*F1OP3 WR沌 P3.1/TO P3 2硕 而P3.W P3.5H1 pajsFl 1PH "rl x P13 P14P15P16P17J9怕98 AT89C5

13、1 . 口E；， U2 1 1 39血g邪1亏总师137 AD2 色.A帕35氏网 謂収33 AD652 AD721N23卫2526ADI：&ioCSVCCWR1ILECBYI/BVONDWR2DI3XFERDI2沖DI1DI5DJODI6VREFDI7RFBI0UT2$NDI0IT1WR 2AbJ 4adTT-ADI. ,.BADO 71 前 ND1$帥4 苗亟 iq A旳 ©亜12 6ND11GlliR37k5 <T£X> -412V'R1.j|J3'A.LW3M飞厂 灯EXTid2Vs 1011Ij2LJ5 .16 W 17方波仿真

14、波形图如下三角波仿真波形图如下锯齿波仿真波形图如下R2 . IIW.RLM3M1 ia< - -+12/ 五、程序编译输出正弦波子程序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，输出值c. 延时d. 循环2. 编译程序：#in clude<reg51.h>#in clude<absacc.h>#define DAC0832 XBYTE0x7fff /* 定义 DAC0832端 口地址 */sbit a=P3A0。sbit b=P3A1。sbit c=P3A2。sbit e=P3A3。void delay(unsigned int x&

15、gt; /*延时函数 */un sig ned char i。while(x->for(i=0 。i<=140。i+>。void square(void> /*方波发生函数 */ un sig ned char i 。for(i=0 。 i<255 。 i+>DAC0832=0x00 。for(i=0 。 i<255。i+>DAC0832=0xff 。void sanjiaobo(> /* 三角波发生函数 */unsigned char i 。for(i=0 。 i<255 。 i+>DAC0832=。for(i=255 。 i

16、>0 。 i->DAC0832=i 。void juchibo(> / 锯齿波unsigned char i 。for(i=0 。 i<255 。 i+>DAC0832=i 。void main(void>e=0 。 / 译码器 E1 端置低电平while(1>。 break 。 break 。 break 。switch(P1> case 0xfe:while(P1=0XFF> square(> case 0xfd:while(P1=0XFF> sanjiaobo(> case 0xfb:while(P1=0XFF>

17、; juchibo(>六、电路组装和调试1. 电路板接法：Q12. 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，