分享函數(shù)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)

1、一、設(shè)計(jì)目的掌握8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832與8086的接口技術(shù)及編程方法。二、設(shè)計(jì)要求1以8086為CPU。利用D|A轉(zhuǎn)換器，編程產(chǎn)生鋸齒波，正弦波，三角波，方波信號(hào)。輸出上述四種波形。2按“1”鍵輸出方波，按“2”鍵輸出正弦波，按“3”鍵輸出三角波，按“4”鍵輸出鋸齒波，按“5”鍵輸出退出。3頻率、幅度自行設(shè)定。用8086與DAC0832 構(gòu)成的波形發(fā)生器，可產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波、正弦波等多種波形，波形的周期可用程序改變，并可根據(jù)需要選擇單極性輸出或雙極性輸出，具有線路簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越等特點(diǎn)。三、 背景知識(shí)8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832簡(jiǎn)介：DAC0832是8位分辨率的D/A

2、轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容，這個(gè)系列的芯片 以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。這類D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器，8位DAC寄存器，8位DA轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。1、DAC0832的引腳及功能：DAC0832芯片是一種具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC，它能直接與MCS51單片機(jī)接口，其主要特性參數(shù)如下：分辨率為8位；電流穩(wěn)定時(shí)間1us;可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程和下調(diào)整其線性度；單一電源供電（5V15V）；低功耗，200mW。為便于DAC0832的使用，特將其應(yīng)用特性總結(jié)如下：DAC0832是微處理器兼容型D/A轉(zhuǎn)換器

3、，可以充分利用微處理器的控制能力實(shí)現(xiàn)對(duì)D/A轉(zhuǎn)換的控制。這種芯片有許多控制引腳，可以和微處理器控制線相連，接受微處理器的控制，如ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER端。有兩級(jí)鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道D/A的同步轉(zhuǎn)換輸出。DAC0832內(nèi)部無(wú)參考電壓源；須外接參考電壓源。DAC0832為電流輸入型D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時(shí)，需要外加轉(zhuǎn)換電路。DAC0832的引腳圖及邏輯結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 1.1 DAC0832結(jié)構(gòu)框圖及引腳排列DAC0832各引腳的功能如下：DI0DI7： 數(shù)據(jù)輸入線。ILE ： 數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)，高電平有效；/CS： 輸入寄存器選擇信號(hào)，低電平有效。/WR

4、1為輸入寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)。輸入寄存器的鎖存信號(hào)/LE1由ILE 、/CS、/WR1的邏輯組合產(chǎn)生。當(dāng)ILE 為高電平、/CS為低電平、/WR1輸入負(fù)脈沖時(shí)，在/LE1產(chǎn)生正脈沖；/LE1為高電平，輸入鎖存器的狀態(tài)隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)變化，/LE1的負(fù)跳變將數(shù)據(jù)線上的信息鎖入輸入寄存器。/XFER: 數(shù)據(jù)傳送信號(hào)，低電平有效。/WR2為DAC寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)。DAC寄存器的鎖存信號(hào)/LE2,由/XEFR、/WR2的邏輯組合產(chǎn)生。當(dāng)/XFER為低電平，/WR2輸入負(fù)脈沖，則在/LE2產(chǎn)生正脈沖；/LE2為高電平是時(shí)，DAC寄存器的輸出和輸入寄存器的狀態(tài)一致，/LE2負(fù)跳變，輸入寄存器的內(nèi)容打入D

5、AC寄存器。VREF ： 基準(zhǔn)電源輸入引腳 。Rfb ： 反饋信號(hào)輸入引腳，反饋電阻在芯片內(nèi)部。IOUT1、IOUT2 ： 電流輸出引腳。電流IOUT1、IOUT2 的和為常數(shù)，IOUT1、IOUT2 隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化。VCC： 電源輸入引腳。AGND： 模擬信號(hào)地DGND： 數(shù)字地。2、DAC0832三種數(shù)據(jù)輸入方式： （1）雙緩沖方式：即數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)雙重緩沖后再送入DA轉(zhuǎn)換電路，執(zhí)行兩次寫(xiě)操作才能完成一次DA轉(zhuǎn)換。這種方式可在DA轉(zhuǎn)換的同時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)數(shù)據(jù)的輸入，可提高轉(zhuǎn)換速率。更為重要的是，這種方式特別適用于要求同時(shí)輸出多個(gè)模擬量的場(chǎng)合。此時(shí)，要用多片DAC0832組成模擬輸出系

6、統(tǒng)，每片對(duì)應(yīng)一個(gè)模擬量。 （2）單緩沖方式：不需要多個(gè)模擬量同時(shí)輸出時(shí)，可采用此種方式。此時(shí)兩個(gè)寄存器之一處于直通狀態(tài)，輸入數(shù)據(jù)只經(jīng)過(guò)一級(jí)緩沖送入DA轉(zhuǎn)換電路。這種方式只需執(zhí)行一次寫(xiě)操作，即可完成DA轉(zhuǎn)換。 （3）直通方式：此時(shí)兩個(gè)寄存器均處于直通狀態(tài)，因此要將、和端都接數(shù)字地，ILE接高電平，使LE1、LE2均為高電平，致使兩個(gè)鎖存寄存器同時(shí)處于放行直通狀態(tài)，數(shù)據(jù)直接送入DA轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換。這種方式可用于一些不采用微機(jī)的控制系統(tǒng)中或其他不須0832緩沖數(shù)據(jù)的情況。四、硬件原理波形的產(chǎn)生是通過(guò)AT89S52執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在D/A轉(zhuǎn)換

7、電路的輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。波形發(fā)生器是一種常用的信號(hào)源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動(dòng)控制系統(tǒng)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。AT89S52組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)有三種聯(lián)接方式。一種是兩級(jí)緩沖器型，即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)兩級(jí)緩沖器型，即輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)兩級(jí)緩沖器后，送D/A轉(zhuǎn)換電路。第二種是單級(jí)緩沖器型，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入寄存器直接送入DAC寄存器，然后送D/A轉(zhuǎn)換電路。第三種是兩個(gè)緩沖器直通，輸入數(shù)據(jù)直接送D/A轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本電路直通聯(lián)接方式，即WR1、WR2、CS和XFER接地，ILE和VCC接+5V電源，8751的數(shù)據(jù)輸出線直接與DAC0832的數(shù)字輸入端相連。D/A轉(zhuǎn)換電路可采用單極性輸出，也可采用雙極性輸出

8、。本線路采用雙極性輸出，即經(jīng)過(guò)兩個(gè)運(yùn)算放大器NE4558后輸出電壓UOUT。在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加上按鈕控制和LED顯示器，則可通過(guò)按鈕設(shè)定所需要的波形頻率，并在LED上顯示頻率、幅值電壓，波形可用示波器顯示。輸入數(shù)字量與輸出電壓的關(guān)系如表所示。表一：輸入數(shù)字量與輸出電壓的關(guān)系輸入碼模擬輸出電壓UOUTMSBLSB +Vref11111111Vref-1LSB11000000 Vref/210000000 001111111 -1LSB00111111-Vref/2-1LSB00000000-Vref 從表中可看出，當(dāng)輸入數(shù)字量D=00H時(shí)，輸出電壓UOUT=-VREF；當(dāng)D=80H時(shí)，UOUT

9、=0；當(dāng)D=FFH時(shí)，。可見(jiàn)波形的最大幅值由D/A的參考電壓VREF決定。8751的P1口接一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K，通過(guò)軟件編程來(lái)選擇各種波形，其中電阻R1R8的作用是保證轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的各浮空節(jié)點(diǎn)為“0”。P3口用來(lái)驅(qū)動(dòng)一組發(fā)光二極管，每種波形對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管作為波形的指示器。圖1.2 核心部分硬件電路圖下圖為8255A接線圖：圖1.3 8255A的接線圖PC7到PC0分別接開(kāi)關(guān)K7到K0，其中K7到K4也就是對(duì)應(yīng)AL的高半字節(jié)，每個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)波形切換，K7為三角波切換開(kāi)關(guān)，K6為鋸齒波切換開(kāi)關(guān)，K5為正弦波切換開(kāi)關(guān)，K4為方波切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)為高電平時(shí)，切換到相應(yīng)的波形。K3到K0為頻率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)

10、，對(duì)應(yīng)到AL寄存器的低半字節(jié)，可以調(diào)16倍頻。五、軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件由主程序和產(chǎn)生波形的子程序組成，軟件設(shè)計(jì)主要是產(chǎn)生各種波形的子程序的編程，通過(guò)編程可得到各種波形。周期的改變可采用插入延時(shí)子程序的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。主程序和幾種常用波形子程序的流程圖如圖所示。 圖 3 鋸齒波發(fā)生子程序流程圖 圖 4 三角波發(fā)生子程序流程圖 圖 5 方波發(fā)生子程序流程圖 圖 6 正弦波發(fā)生子程序流程圖設(shè)波形選擇開(kāi)關(guān)狀態(tài)為：SW4按“1”鍵輸出方波；按“2”鍵輸出正弦波；按“3”鍵輸出三角波；按“4”鍵輸出鋸齒波；按“5”鍵退出1、主程序：ORG 0000HAJMP Start；轉(zhuǎn)主程序ORG 0003HAJMP Beg

11、in；轉(zhuǎn)INT0中斷服務(wù)程序ORG 0013HAJMP Xuanze；轉(zhuǎn)INT1中斷服務(wù)程序Start: MOV A ，#00H MOV R0, #00H MOV R7, #00H SETB EA ；開(kāi)CPU中斷 SETB EX0 ；開(kāi)INT0中斷 CLR IT0 ；令I(lǐng)NT0為電平觸發(fā) SETB EX1 ；開(kāi)INT1中斷 SETB PX1 ；令I(lǐng)NT1為高優(yōu)先級(jí) CLR IT1 ；令I(lǐng)NT1為電平觸發(fā) SJMP $ ；等待中斷Xuanze：INC R7 CJNE R7,#06H,ABC RETIABC： MOV R7 ,#01H RETBegin：MOV DPTR ,#0BFFFH ；825

12、5控制口地址為0BFFFHMOV A,#80HMOV DPTR,A ；設(shè)置8255PA,PB,PC都為輸出口INC R0MOV A , R0MOV B , #100DIV ABLJMP BIAOMOV DPTR, #0BEFFH ；指向8255PC地址MOVX DPTR,A ；百位數(shù)顯示MOV A ,BMOV B ,#10DIV ABLJMP BIAOMOV DPTR, #0BDFFH ；8255PB地址MOVX DPTR,A ；十位數(shù)顯示MOV A , BLJMP BIAOMOV DPTR, #0BCFFH ；8255PA地址MOVX DPTR,A ；個(gè)位數(shù)顯示MOV A ，R7 ；讀波形選

13、擇狀態(tài)CJNE A ,#01H ,Sanjo ；R7=1調(diào)方波子程序：SQUN LCALL SQUW ；調(diào)生成方波子程序：SQUNZhexi：CJNE A ,#04H ,Tixing ；R7=2調(diào)正弦波子程序：SINELCALL SINE ；調(diào)生成正弦波子程序：SINESanjo：CJNE A ,#02H ,Juchi ；R7=3調(diào)三角波子程序：TRIANLCALL TRIAN ；調(diào)生成三角波子程序：TRIANJuchi：CJNE A ,#03H ,Zhexi ；R7=4調(diào)鋸齒波子程序：SANTOOLCALL SANTOO ；調(diào)生成鋸齒波子程序：SANTOBack ：RETIBIAO:INC

14、A MOVC A,A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ；0,1,2,3,4,5 DB 7DH,07H,7FH,6FH ；6,7,8,9；2、輸出方波子程序：SQUNSQUN：MOV DPTR,#7FFFH ；DAC0832寄存器地址MOV A ,#0FFH MOVX DPTR,A ；輸出一個(gè)幅度的方波 LCALL Delay ；調(diào)125ms延時(shí)子程序：DelayMOV A ,#00HMOVX DPTR,A ；輸出另一個(gè)幅度的方波LCALL Delay ；調(diào)125ms延時(shí)子程序：DelayRET ；返回125ms延時(shí)子程序(單片機(jī)晶振12MHZ)Delay：

15、MOV R2, #0F5HDely1： MOV R1, #0FFHDely2： DJNZ R1, Dely2 DJNZ R2, Dely1 RET；3、輸出正弦波子程序：SINESINE: MOV DPTR1,#sinTab MOV DPTR,#7FFFH LOOP: CLR A MOVC A,A+DPTR1 CJNE A,#129,LOOP1 RETLOOP1: MOVX DPTR,A INC DPTR1 AJMP LOOP；4、輸出三角波子程序：TRIANTRIAN ：MOV A ,#00H MOV DPTR,#7FFFHUP: MOVX DPTR,AINC A JNZ UPDOWN: D

16、EC AMOVX DPTR,AJNZ DOWN RET；5、輸出鋸齒波子程序：SANTOOSANTOO: MOV A ,#00H MOV DPTR,#7FFFHLLOOP： MOVX DPTR,A INC A ； CJNE A,FFH,LLOOP RETCMP AL,5 JZ QUIT1 ;是5則退出 sinTab:DB 128,132,137,141,146,150,154,159,163,167 DB 171,176,180,184,188,191,195,199,203,206 DB 210,213,216,219,222,225,228,231,233,236 DB 238,240,2

17、42,244,246,247,249,250,251,252 DB 253,254,254,255,255,255,255,255,254,254 DB 253,252,251,250,249,247,246,244,242,240 DB 238,236,233,231,228,225,222,219,216,213 DB 210,206,203,198,195,192,188,184,180,176 DB 172,167,163,159,155,150,146,141,137,133 DB 128,124,119,115,111,106,102,97,93,89,85 DB 81,77,73,69,65,61,57,54,50,47,43,40,37 DB 34,31,28,25,23,20,18,16,14,12,10,9,7 DB 6,5,4,3,2,2,1,1,1,1,1,2,2,3,4,5,6 DB 7,9,10,12,14,16,18,20,23,25,28,30,33,36 DB 40,43,46,50,53,57,60,64,68,72,76,80,84 DB 88,93,97,101,106,110,114,119,123,128,12RET START ENDP CODE ENDS END START六、心得體會(huì)在本次課程設(shè)計(jì)中，無(wú)論是在程序設(shè)