基于单片机的波形发生器的课程设计报告

1、重庆科技大学学生实践(实践)摘要报告学院：电气信息工程学院专业班：测量与控制学生姓名：学号：设计场所(单位)i506设计标题：基于单片机的波形发生器设计完成日期：2014年3月17日讲师意见： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _成绩(5级评分制): _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _目录一、实习的任务要求和重要性11.1设计要求11.2设计工作11.3基本功能和性能指标11.4实习的重要性1二、设计22.

2、1选择硬件22.2全系统设计3三、系统硬件设计43.1单片机最低系统43.2键电路设计53.3液晶屏设计5四、系统软件设计74.1 master programming 74.2液晶屏子程序设计84.3 d/a转换子程序设计8五、调试和性能分析95.1调试步骤105.2性能分析12参考文献13附录1系统硬件电路图14附录2计划代码15一、实习的任务要求和重要性1.1设计要求1.确定电子系统的一般设计方法掌握仿真软件的应用。3.综合所学知识，培养指导实践的能力4.根据技术指标要求和实验室条件选择方案设计了原理电路图，分析了工作原理计算元件参数。1.2设计工作根据需要设计波形发生器，完成相关功能。

3、(1)使用单片机控制生成三角波、方波、锯齿波等各种波形。(2)信号发生器产生的波形的频率和大小可以连续调整。扩展功能在父计算机上实时显示波形，并用红外线遥控器实现这些功能和其他功能。1.3基本功能和性能指标基本功能：(1)可以调整正弦波、方波、三角波、频率和大小。(2)按键1选择输出波形。(3)按键2、键5调整输出信号频率和电压振幅的增加和减少。(4)按键6是转换曹征频率或电压大小。性能指标：(1)振幅05v可调节(2)频率0-100hz可调节1.4实习的重要性此次实验的目的是更熟练地掌握单片机的原理和应用，通过所学的单片机基础，通过更加熟悉的操作结合软件和硬件，控制由单片机控制的程序代码和能

4、量。实现系统控制功能以获取所需数据的电子组件。将对软件和硬件的理解、应用和基础知识结合起来，对单片机的深入理解，使今后更熟练地通过单片机完成更复杂的任务。(莎士比亚，温斯顿，硬件)。二、设计使用at89c51单芯片和数字模拟转换器pcf8591实现波形生成。生成波形的方法是使用at89c51单片机运行波形程序，然后在pcf8591转换器的输入端输入相应的数据，从而在da转换电路输出端通过运算放大器电路转换获得相应的电压波形。at89c51的p1接口密钥控制波形的种类和波形的频率，每个波形对应一种击键方式。这个方案的原理简单，适于操作，实现也比较容易。生成的三个波形的频率由关键点控制，关键点变化

5、可以转换其他波形，并将所需波形显示在示波器上。波形的频率步进也可以调整，线路简单，可行，具有满足设计要求等优点。您可以添加液晶屏数字显示管道，以便在液晶屏上显示频率值和相位值信息。输出波形也比较稳定，精度高，通过滤波电路提高系统的抗干扰性，电路简单，性价比高。图2.1系统配置方块图2.1硬件选项(1)单片机：stc89c52是高速/低功耗/秒抗干扰的下一代8051单片机，指令代码与现有8051完全兼容，但速度快8-12倍。内部集成max810专用重置电路，2号pwm，8号高速10位a/d转换(250k/s)，马达控制的强大干扰情况(2) pcf 8591: pcf 8591是单芯片集成、独立电

6、源、低功耗和8位cmos数据收集设备。pcf8591有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行i2c总线连接器。pcf8591的三个地址端号a0、a1和a2可用于硬件地址编程，并且可以在同一i2c总线上访问八个pcf8591设备，而无需其他硬件。输入输出的地址、控制和数据信号均通过双线双向i2c总线串行发送到pcf8591设备。2.2全系统设计该系统使用单片机控制波形转换和大小和频率的变化，因此系统可以分为四个电路模块，下面是完整的设计框图。stc89c52pcf8591关键点控制示波器显示l c d图2.2系统范围的设计方块图三、系统硬件设计3.1单片机最低系统微控制器最小系统只需要时钟电路和重

7、置电路，因此微控制器最小系统有两个外围电路，可以正常工作。以下是单片机的最低系统结构图。图3.1 stc89c52微控制器最低系统3.2键电路设计本实施方式使用4个键进行波形转换、大小和频率变化、大小和频率选择、p32键改变波形p33、p16以改变大小或频率的大小、p17选择频率和大小，以下是键电路图。图3.2键电路图3.3液晶屏设计此硬件使用12864 lcd显示屏，该显示屏显示波形转换，以下是lcd显示屏的电路。图3.312864液晶显示电路四、系统软件设计4.1主程序设计在主程序中，波形的切换和大小、频率变化、用示波器和液晶屏显示、主要写就行了，剩下的写在外部，下面是主程序流程图。开始d

8、a转换器初始化初始化液晶屏昌市chang=1输出方波chang=2输出三角波chang=0输出正弦波图4.1基本程序流程图4.2液晶屏子程序设计液晶屏显示程序在此程序中相对简单，实时显示当前波形是什么。使用键切换也将更改液晶屏。液晶屏程序首先初始化，然后传输数据，最后显示字符，这样就可以编写相应的程序来显示液晶屏。开始初始化12864lcd写入控制命令写入显示数据串行传输数据把汉字写在液晶屏上定位结束图4.2液晶屏显示了流程图4.3 d/a转换子程序设计该程序使用pcd8592作为d/a转换器，a1、a1、a2接地，单芯片微型计算机的p37和p36连接pcf8591上的scl和sda端口，以及

9、aout连接示波器，表明d/a转换必须满足i2c协议才能传输数据。void write_add(uchar date)开始()；write _ byte(0x 90)；respons()；write _ byte(0x 40)；respons()；write _ byte(date)；respons()；stop()；图4.3 pcf8591电路图5，调试和性能分析5.1调试阶段硬件调试：检查线路连接是否出错，sda和scl连接单芯片p36和p37端口，vcc连接电源，cnd接地，aout连接示波器，在将数据下载到单芯片微计算机后传输数据时，pcf8591的蓝色灯会持续闪烁，表示正在传输数据。

10、否则，不会传输数据。软件调试：首先验证i2c协议是否正确，否则无法传输数据，密钥的逻辑关系是否正确，液晶屏是否正确显示。调整电源以输出5v电压，并调整示波器。给电路供电，观察示波器，记录每个频段的相应波形，峰值。调试结果表明，该电路在要求频率范围内的大部分频率范围基本不失真。最高频率的最低频率有一些失真。其中，当频率接近10khz时，方波高低电压跳跃时发生畸变，并探讨了0比较器的频率特性。此外，在最高频率和最低频段，三角波稍微弯曲，可选频率特性更好。显示示波器后振幅频率的调试结果如下图所示。调试后的正弦波调试后方波调试后的三角波5.2性能分析您可以在运行一段时间后测试系统的性能。对于这种波形发

11、生器，可以使用示波器测试性能指标，如上所述设计的波形发生器可以产生正弦波、三角形和方波信号，其大小可以在0-5v内变化，频率也可以调整。六、经验经过两周的实训，很快就结束了。时间很短，但其中我们在完成任务时遇到了很多问题。因为马上遇到了难题。我们队一起讨论，经过多次纠正，终于圆满完成了任务。(david assell，northern exposure(美国电视剧)，时间)虽然我们平时在课堂上做了实验，但现在发现要给我们任务完成的时候不是那么容易做的。不仅要查询坚实的基础知识，还要查询相关书籍，了解我们不懂的东西。(约翰肯尼迪)通过这次实践训练，我们不仅增强了知识，还学到了很多技巧，更擅长于单

12、片机的理解和运用。这次单片机的设计硬件电路比较简单，程序设计是其中很重要的部分。您应该熟悉这两个模块，因为本课程设计使用stc12c5ai6s2单芯片和pcf8592d/a转换器生成和显示波形。pcf8591需要深入了解i2c协议的内容，以便正确传输数据。对于单片机，必须熟悉每个接口，以确保数据的正常传输。还可以熟练地使用示波器调整生成的波形，以获得更好的效果。它测试了我们所学知识的灵活运用，培养了问题发生时善于触摸屏幕的良好学习态度。(约翰肯尼迪)以书本知识为基础，灵活扩展，学习前人的经验，走向高水平。当然，当频率太小时，矩形波有些失真，可以在转换器转换中添加锁，放大电路设计需要进一步改进。

13、更强的输出容量等。参考文献1.后门金。单片机系统实践课程。重庆：重庆大学出版社，20052.杨森自动检测技术及应用北京：机械工业出版社，20123.郑德福。智能设备。机械工业出版社。2009.94.酒井化，租赁平等。单一危机原理及应用。清华大学出版社。5.彭楚武。微机原理和接口技术。湖南大发出版社。6.李朝清。单片机原理和接口技术。北京航空航天大学出版社。7.张丽龙，金郎，装备股。基于8051的双通道波形发生器的设计与现实。计算机工程系应用8.许景山等编制。电路、信号、系统。北京：航空工业出版社。附录1系统硬件原理图附录2计划代码#include#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit sda=p3 6；sbit scl=p3 7；unsigned int a=0；unsigned int b