单片机和DAC波形发生器.docx

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1、题目：基于单片机和 DAC0832 的波形发生器 学院：机械与电子工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王 X 罗 X 熊 XX 学号： 09042111 09042128 09042129 指导教师：胡 XX 吴 XX2023 年 6 月 23 日名目一、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、试验心得体会一、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、自动掌握系 统和教案试验等领域，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、测试和修理各种电子

2、元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源。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，用其他仪器观看。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 子测量领域中最根本、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转变，并可依据需要选择单极性输出或双 极性输出，具有线路简洁、构造紧凑、性能优越等特点。此设计给出了源代 码，通过仿真测试，其性能指标到达了设计要求。二、设计任务利

3、用 DAC0832 输出正弦波信号 用示波器观看输出波形，初始频率为 50Hz，变频承受“”、“”键掌握，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安排表。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展调试和仿真， 直到预定的功能全部仿真通过，给出仿真结果。5. 准确、高质量地进展印刷电路板的焊接。6. 完成课程设计报告。三、元器件说明学问简介：DAC0832 当今世界在以电子信是 8 位区分率的 D/A 转换

4、集成芯 片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片以其价格低廉、接口简洁、转换掌握简洁等优点，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 存放器， 8 位 DA 转换 电路及转换掌握电路构成。原理框图：1、DAC0832 的引脚及功能：DAC0832 是 8 区分率的 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、接口简洁、转换掌握简洁等优点，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 存放器、 8 位 D/A 转换电路及转换掌握电路构成。应用特性： DAC0832 是微处理器

5、兼容型 D/A 转换器，可以充分利用微处 理器的掌握力量实现对 D/A 转换的掌握。这种芯片有很多掌握引脚， 可以和微处理器掌握线相连，承受微处理器的掌握，如ILE 、/CS、/WR1、/WR2、/XFER 端。有两级锁存掌握功能，能够实现多通道 D/A 的同步转换输出。DAC0832 内部无参考电压源；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：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 ：数据锁存允许掌握信号输入线，高电平有效； CS：片选信号输入线

6、 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 的规律组合产生 LE1，当 LE1 为高电寻常， 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：数据传输掌握信号输入线，低电平有效，负脉冲 脉宽应 大于500ns有效；WR2：DAC 存放器选通输入线，负脉冲 脉宽应大于 500ns有效 由WR2、XFER 的规律组合产生 LE2，当 LE2 为高电寻常， DAC 存放器 的输出随存放器的输入而变化， LE2 的负跳变时将数据锁存器的内 容打入 DAC 存放器并开头 D/A 转换。IO

7、UT1：电流输出端 1，其值随 DAC 存放器的内容线性变化；IOUT2：电流输出端 2，其值与 IOUT1 值之和为一常数；Rfb ：反响信号输入线，转变 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DGN：D 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 DA 转换电路，执行两次写操作才能完成一次D A 转换。2单缓冲方式： 不需要多个模拟量同时输出时，可承受此种方式。3直通方式： 此时两个存放器均处于

8、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，致使两个锁存存放器同时处于放行直通状态，数据直接送入DA 转换电路进展 D A 转换。2. CPU 芯片 AT89C511. AT89C51 概述AT89C51 是一种带 4K 字节闪耀可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS8 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。该器件承受 ATMEL 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. AT89C51 引脚说明AT89C51 单片机引脚图如图 3-2 所示。它有

9、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 个掌握或与其它电源复用的引脚，以及 32 条输入输出 I/O 引脚。3. 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

10、波、锯齿波、正弦波等。Altium Designer 电路原理图：Protues 试验仿真图方波仿真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 转换器，输出值c. 延时d. 循环2. 编译程序 ：#include #include#define DAC0832 XBYTE0x7fff /* sbit a=P30 。sbit b=P31 。sbit c=P32 。sbit e=P33 。定义 DAC0832 端口地址 */void delay(unsigned int x /* 延时函数

11、 */unsigned char i 。while(x-for(i=0 。i 。void square(void /* unsigned char i 。方波发生函数 */for(i=0 。 iDAC0832=0x00 。for(i=0 。 i DAC0832=0xff 。void sanjiaobo( /* 三角波发生函数 */unsigned char i 。for(i=0 。 i DAC0832=。ifor(i=255 。 i0 。i-DAC0832=i 。void juchibo( / 锯齿波unsigned char i 。for(i=0 。 iDAC0832=i 。void mai

12、n(voide=0 。 / 译码器 E1 端置低电平while(1switch(P1 case 0xfe:while(P1=0XFF square( case 0xfd:while(P1=0XFF sanjiaobo( case 0xfb:while(P1=0XFF juchibo(。 break 。 break 。break 。default:break 六、电路组装和调试1. 电路板接法 :2. 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，首先比照电原理图生疏印刷电路板。 2、

13、清点元器件并用三用表进展测试好坏。3、认真比照原理图，依据要求一丝不苟进展焊接。4、在装配前肯定要对元器件的质量进展严格的检查，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，留意焊接速度要快，以免过热损坏内部。6、焊接时要保证无虚焊，有几点要留意：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、试验心得体会在 19 周，我们用了仅仅一个星期的时间去做这个试验，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，时间是很紧急 的，大家每天都忙的很累，为了成功完成这个设计

14、，我们找了很多资料， 也请教了很多同学，大家相互帮助，解答疑问， 虽然累，但真的学到了很多有用的学问。在这期间，我们不断的遇到问题，比方电路图的设计，排 版布线等。后来还有一个问题就是调频调幅的问题，由于我开头在程序当 中设置的值过小导致后来我 在示波器上看到的波形调频后效果不是格外的明显，后来我检查完 了之后我又自己在电脑上进展修改程序调试最终把这个问题解决了。 一开头的时候没有阅历，不知如何下手，但我们没有松懈，一步步 查找解决问题的方法。最终成功运行出结果的时候大家都很兴奋， 也有些小小的成就感。在不断解决问题的同时我们也意识到，每一个细节都能可能会导致电路板的失败，大家分工合作，协作默契也是试验成功的关键。 在这里再一次感谢各位教师的指导和同学的帮助。