简易波形发生器

1、成绩 南京工程学院实习报告 题 目 课 程 名 称 院（系、部、中心） 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 起 止 日 期 指 导 教 师 目 录一、设计任务 3二、总体方案设计3三、系统模块详细设计与调试4四、设计总结11五、参考文献12六、附件材料12一、设计任务1、设计能够至少发生方波、三角波、锯齿波三种波形的发生器；2、通过按键进行波形之间的切换；3、波形de 频率和幅度能够通过按键进行更改；4、根据自己的想法设计其它功能。二、总体设计方案本设计所用到的硬件模块有:1、基本模块，即STC89C52单片机；2、DAC0832数模转换模块；3、按键模块；4、示波器或万用

2、表用来检测。所采用的开发板为TX-1C型开发板，其中所用到的用硬件模块如下原理图所示。由于受限于开发板IO口设计，本方案仅采用S2,S3,S5按键进行操作，其中S2按键用于切换波形，S3按键用于切换每个波形的幅值，S5按键用于切换波形的频率大小。DAC032的输入口为P0口，输出口为0+5V，通过LED接于GND。三、系统模块详细设计与调试1.各功能电路设计(1)STC89C52单片机。作为控制模块，其P0口作为DAC0832的输入端，P3.2口为DAC0832的片选信号输入端，P3.6口为写选通信号输入端。由于P0口同时也是实验板数码管的输入端，因此在对P0进行赋值输出之前应将数码管的段选端

3、P2.6和片选端P2.7封锁使得发生波形时数码管没有乱码。（2）DAC0832数模转换模块 DAC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0到5V之间。据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。转换方式共三种，即直通式、单缓冲式和双缓冲方式。根据设计功能和简便性的要求，DAC0832数模转换模块的转换方式为直通式，即只要将数字量输入

4、到DAC0832的D0-D7口就会立即被转换成模拟量输出。这样就使得程序的设计与编写都简单了很多。模块中共有三个输出口，分别是0+5V、-5V+5V、-8V+8V。三个模拟口的数字量关系为Vo=-Vr*（输入数字量）/256。当采用-5V+5V或者输入的数字量为有符号数，当采用0+5V时输入数字量为无符号数。所以可以知道当输入数字量小于128时，-5V+5V和-8V+8V输出口输出的模拟量为负值，当输入数字量大于128时输出模拟量为正值。而0+5V输出一直为正值。各个管脚功能如下： D10D17：8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) 

5、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（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寄存器的输出随寄存器的输入而

6、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； 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的范围为-10V+10V； AGND：模拟信号地 DGND：数字信号地。(3)按键模块由于矩阵键盘和DAC0832公用部分P3口，所以矩阵键盘使用并不方便。本方案使用三个独立键

7、盘用于波形的切换和幅度频率的改变，分别接于P3.4，P3.5，P3.7口，不使用P3.6口的原因是P3.6口被DAC082的片选端所占用。而设计三个按键刚好满足设计需求。(4)示波器在没有示波器的情况下也可直接观察LED的亮度和变化频率，分别对应波形的幅度和频率。2.主程序流程图 3.模块流程图4.调试过程可以看出，通过按键的调节，方波的幅度与频率都发生了改变。 通过以上图片可以看出，波形的类型以及每个波形的幅度与频率都得到了相应的调整。5.问题及解决方法（1）一开始为了持续输出波形，在每段波形程序中使用的是while(1)语句，结果导致陷入死循环，无法切换波形。后来改用while(key1)

8、使得波形持续输出，key1为切换波形的按键，当没有按下切换波形键时，key1始终为1，可以持续输出，而当按键按下后，key1=，跳出当前正在执行的波形，巧妙地切换到下一个波形。例如：while(key1)P0=keytestfwavefudu(); /方波幅度delay(keytestfwavepinlv(); /方波频率P0=10;delay(keytestfwavepinlv();(2)当P0口输入达到70左右后再增加P0输入的数值，DAC0832输出端电压几乎就不再改变，导致三角波和锯齿波在波形到达顶峰时没有立即下降，而是保持较长的相对高电压，根据推测，可能是由于DAC0832的精度导致

9、该现象。最终将P0口的最大值改为70，而不是255，使得波形更加容易观察。四、设计总结经过一学期单片机的学习，我对这门课有了基本的了解，尤其是对波形发生器有了进一步认识。 这次课程的设计，让我得到了一次用所学的知识去分析问题和解决问题的机会，使我在单片机的基本原理，单片机的硬件构成，单片机应用的掌握方面都有进一步的提高，尤其是对单片机的波形发生器有了更进一步的认识。 实验过程中，遇到很多问题，如如何通过软件使硬件更加简单，一些编程方法，扩展思维。查表、各种波形子程序让我收获很大。在验收时，老师问我DAC0832的输出电压范围，由于硬件模块的知识储备的不足，我竟然连这一简单的

10、问题都回答不上来，实在是有些遗憾。不过对于软件编程的熟练度，个人感觉颇有自信。这更加提醒我，无论是硬件还是软件，对于单片机的水平都有着重要的作用。51作为入门单片机更是需要熟练掌握。五、参考文献【1】 单片机原理与接口技术 北京大学出版社 李升【2】 新概念51单片机C语言教程 电子工业出版社 郭天祥【3】 微处理器综合实训系统模块化设计应用指导手册 南京工程学院 戴建六、附件材料源程序:#include<reg52.h>sbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit dacs=P32;sbit dawr=P36;sbit key1=P34; /切换波形sbit

11、keyfudu=P35; /幅度调节按键sbit keypinlv=P37; /频率调节按键keytestfwavefudu();keytestfwavepinlv();keytestswavefudu();keytestswavepinlv();keytestjwavefudu();keytestjwavepinlv();keytestsinwavepinlv();static int ffudu=70;static int fpinlv=200;static int sfudu=70;static int spinlv=10;static int jfudu=70;static int j

12、pinlv=10;static int sinpinlv=10;static int keybuf=1;unsigned char code sin120=0x87,0x8D,0x94,0x9B,0xA1,0xA8,0xAE,0xB4,0xBA,0xC0,0xC6,0xCB,0xD1,0xD5,0xDB,0xDF,0xE3,0xE7,0xE8,0xEF, 0xF2,0xF5,0xF7,0xFA,0xFC,0xFD,0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xFD,0xFC,0xFA,0xF7,0xF5,0xF2,0xEF, 0xE8,0xE7,0xE3,0xDF,

13、0xDB,0xD5,0xD1,0xCB,0xC6,0xC0,0xBA,0xB4,0xAE,0xA8,0xA1,0x9B,0x94,0X8D,0x87,0x80, 0x79,0x73,0x6C,0x65,0x5F,0x58,0x52,0x4C,0x46,0x40,0x3A,0x35,0x2F,0x2A,0x25,0x21,0x1D,0x18,0x15,0x11, 0x0E,0x0B,0x08,0x06,0x04,0x03,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x06,0x09,0x0B,0x0E,0x11, 0x15,0x18,0x1D,0x

14、21,0x25,0x2A,0x2F,0x35,0x3A,0x40,0x46,0x4C,0x52,0x58,0x5F,0x65,0x6C,0x73,0x79,0x80;void delay(unsigned int xms)unsigned int a,b;for(a=xms;a-;a>0)for(b=40;b-;b>0);void fwave() /方波while(key1)P0=keytestfwavefudu();delay(keytestfwavepinlv();P0=10;delay(keytestfwavepinlv();void swave() /三角波while(ke

15、y1)unsigned int i,j,d; /i调节幅度，d调节频率i=keytestswavefudu();d=keytestswavepinlv(); for(j=10;j<i;j+)P0=j;delay(d);for(j=i;j>10;j-)P0=j;delay(d);void jwave() /锯齿波while(key1)unsigned int i,j,d; /j为幅度i=keytestjwavefudu();d=keytestjwavepinlv(); /d调节频率for(j=10;j<=i;j+)P0=j;delay(d);void sinwave()/正弦波

16、while(key1)unsigned int j,d;d=keytestsinwavepinlv();for(j=0;j<120;j+)P0=sinj/4;delay(d);keytestfwavefudu() /方波幅度调节if(keyfudu=0)delay(10);if(keyfudu=0)ffudu-=5;if(ffudu<10)ffudu=70;while(!keyfudu); return ffudu;keytestfwavepinlv() /方波频率调节if(keypinlv=0)delay(10);if(keypinlv=0)fpinlv-=10;if(fpinl

17、v<10)fpinlv=200;while(!keypinlv);return fpinlv;keytestswavefudu() /三角波幅度调节if(keyfudu=0)delay(10);if(keyfudu=0)sfudu-=4;if(sfudu<10)sfudu=70;while(!keyfudu);return sfudu; keytestswavepinlv()/三角波频率调节 if(keypinlv=0)delay(10);if(keypinlv=0)spinlv-=1;if(spinlv<0)spinlv=10;while(!keypinlv);return

18、 spinlv;keytestjwavefudu() /锯齿波幅度调节if(keyfudu=0)delay(10);if(keyfudu=0)jfudu-=4;if(jfudu<10)jfudu=70;while(!keyfudu);return jfudu;keytestjwavepinlv() /锯齿波频率调节if(keypinlv=0)delay(10);if(keypinlv=0)jpinlv-=1;if(jpinlv<0)jpinlv=10;while(!keypinlv); return jpinlv;keytestsinwavepinlv() /正弦波频率调节if(keypinlv=0)delay(10);if(keypinlv=0)sinpinlv-=1;if(sinpinlv<0)sinpinlv=10;w