DAC0832波形发生器课程设计实验报告1

1、精选文档 DAC的输出控制 班 级： 1221201 专 业： 测控技术与仪器 姓 名： xxxxx 学 号： xxxxx 指导老师： 周伟 东华理工大学 2015年1月12日目 录第1章 系统设计方案21.1 设计思路21.2 方案比较与选择.2第2章 系统硬件设计.2.2.1 主控制器电路22.2 数模转换电路3第3章 系统软件设计. .63.1 系统整体流程. .63.2 数模转换程序. .6第4章 系统调试 84.1 proteus的调试.8第5章 结论与总结115.1 结论.11（系统总体设计与完成做一个总结，是客观的，主要包括：设计思路，设计过程，测试结果及完善改进的方向。）5.2

2、 总结.11（这是一个主观的总结，谈谈自己收获和不足等方面的内容。）第1章 系统设计方案1.1 设计思路（一）、课设需要各个波形的基本输出。如输出矩形波、锯齿波，正弦波。这些波形的实现的具体步骤：正弦波的实现是非常麻烦的。它的实现过程是通过定义一些数据，然后执行时直接输出定义的数据就可以了。然而为了实现100HZ的频率，终于发现，将总时间除了总步数，根据每步执行时间，算出延时时间，最终达到要求，然后建一个表通过查表来进行输出，这样主要工作任务就落到了建表的过程中。这样做的好处在于，查表所耗费的时钟周期相同，这样输出的点与点之间的距离就相等了，输出的波形行将更趋于完美，当然更让我们感到的高兴的是

3、它输出波形的频率将近达到了100赫兹，能够满足我们设计的扩展要求了。而三角波，则每次累加1，当达到初值时，每次累减1，算出延时时间，也就达到要求了，矩形波和锯齿波类似。（二）、这次做的三种波形可以相互转换，这个实现起来找了很多人最终发现，在每次循环之初进行扫描，而在每个中断入口处，对中断优先级进行设定，最终达到设计目的。1.2 方案比较与选择方案一：采用模拟电路搭建函数信号发生器，它可以同时产生方波、三角波、正弦波。但是这种模块产生的不能产生任意的波形（例如梯形波），并且频率调节很不方便。方案二：采用锁相式频率合成器，利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上，该方案性能良好

4、，但难以达到输出频率覆盖系数的要求，且电路复杂。方案三：使用集成信号发生器发生芯片，例如AD9854,它可以生成最高几十MHZ的波形。但是该方案也不能产生任意波形（例如梯形波），并且价格昂贵。方案四：采用AT89C51单片机和DAC0832数模转换器生成波形，加上一个低通滤波器，生成的波形比较纯净。它的特点是可产生任意波形，频率容易调节，频率能达到设计的500HZ以上。性能高，在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少。经比较，方案四既可满足课程设计的基本要求又能充分发挥其优势，电路简单，易控制，性价比高，所以采用该方案.第2章 系统硬件设计2.1 主控制器电路89C52可编程并行接口芯片

5、有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7PA0、PB7PB0和PC7PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口AB配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。89C52可编程并行接口芯片工作方式说明:方式0：基本输入输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。 方式1：选通输入输出方式。这时A口或B口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和

6、中断请求信号。方式2：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。u 原理框图：硬件设计2.2 数模转换电路由于单片机产生的是数字信号，要想得到所需要的波形，就要把数字信号转换成模拟信号，所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。但实际上，DAC0832输出的电量也不是真正能连续可调，而是以其绝对分辨率为单位增减，是准模拟量的输出。DAC0832是电流型输出，在应用时外接运放使之成为

7、电压型输出。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。u 各引脚功能说明：D0D7：8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

8、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

9、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u 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

10、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微机的控制系统中或其他不须0832缓冲数据的情况。第3章 系统软件设计3.1 系统整体流程3.2 数模转换程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DAC0832 P2 #define ALL 65536 #

11、define Fosc 12000000 uchar TH_0,TL_0,flag1,flag=0;uint FREQ=100,num; float temp;uchar code sin_num= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1,2,2,2, 2, 3, 3, 4, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7,7,8,8,9,9, 10, 10, 11, 12, 12, 13, 14, 15, 15, 16, 17, 18, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32,

12、34, 35, 36,37, 38, 39, 40, 41, 42, 44, 45, 46, 47, 49, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 59, 60, 61, 63, 64, 66, 67, 68, 70, 71, 73, 74, 75, 77, 78, 80, 81, 83, 84, 86, 87, 89, 90, 92, 93, 95, 96, 98, 99, 101,102, 104, 106,107, 109, 110, 112, 113, 115, 116, 118, 120, 121,123,124,126,128, 129, 131, 132, 13

13、4, 135, 137, 139, 140, 142, 143, 145, 146,148, 149,151,153, 154, 156, 157, 159, 160, 162, 163, 165, 166, 168, 169,171,172,174,175,177, 178, 180, 181, 182, 184, 185, 187, 188, 189, 191, 192,194,195,196,198,199, 200, 201, 203, 204, 205, 206, 208, 209, 210, 211, 213,214,215,216,217,218, 219, 220, 221,

14、223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230,230,231,232,233,234, 235, 236, 237, 237, 238, 239, 240, 240, 241, 242, 243,243,244,245,245,246, 246, 247, 247, 248, 248, 249, 249, 250, 250, 251, 251, 251,252,252,253,253, 253, 253, 254, 254, 254, 254, 254, 255, 255, 255, 255, 255,255,255,255,255 ;sbit cs=P36;s

15、bit change1=P32; sbit change2=P31;sbit change3=P30;void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void init() TMOD=0X01; temp=ALL-Fosc/12.0/256/FREQ; TH_0=(uint)temp/256; TL_0=(uint)temp%256; EA=1; EX0=1; IT0=1; ET0=1; TR0=1; void changefreq(void) if(change=0) flag+; if(flag=4) flag=0

16、;num=0; TH_0=(uint)temp/256; TL_0=(uint)temp%256; void sanjiaobo(void) for(num=0;num0;-num) cs=0;DAC0832=num;cs=1;void fangbo(void) cs=0;DAC0832=0XFF;cs=1; for(num=0;num0;num-);void juchibo(void) cs=0;DAC0832=+num;cs=1;void zhengxianbo(void) for(num=0;num0;num-) cs=0;DAC0832=sin_numnum;cs=1;void ext

17、0() interrupt 0 changefreq();void timer0() interrupt 1 TH0=TH_0;TL0=TL_0; TR0=0; switch(flag) case 0: sanjiaobo();TR0=1;break; case 1: fangbo();TR0=1;break; case 2: juchibo();TR0=1;break; case 3: zhengxianbo();TR0=1;break; default: ; void main() init(); while(1);第4章 系统调试 4.1 proteus的调试 矩形波锯齿波正弦波 第5章

18、 结论与总结5.1 结论基于单片机的信号发生器设计，这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个数模转换器DAC0832产生所需要的电流，然后使用运算放大器LM324可以将其电流输出线性地转换成电压输出，再将电压经过运算放大器的放大，可以得到足够幅度的信号。通过程序的控制，可以产生一系列有规律的波形。有了大概思路后，我就开始连接硬件电路。首先，我先根据要求找好了需要的原件，单片机AT89C52用作主控制模块；然后再连好数模转换电路这一块；再者把这两段组合在一起，就完成了一个简单硬件电路。最后根据连好电路写出所需程序，运行成功后形成Hex文件。再用自己连好的仿真图运行，如果运行正常，就可以得到我们需要的波形。按键可以切换波形和改变频率幅度的大小。虽然波形图基本可以实现，但电路图还存在一些问题。就放大电路这块来说，我个人只用了一个放大器，反馈电路用的正向放大，幅度调节不明显。我后来就增大了放大倍数，效果相比较好了很多5.2 总结课设开始的时候由于没有经验，不知从何下手，所