【大學(xué)論文】基于51單片機(jī)和DAC0832設(shè)計(jì)多功能低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(WORD檔)

1、.基于51單片機(jī)和DAC0832設(shè)計(jì)多功能低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 應(yīng)用89S52單片機(jī)和DAC0832進(jìn)行低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)能產(chǎn)生正弦波、鋸齒波、三角波和方波。這里著重介紹正弦波和鋸齒波的生成原理。 DAC0832的介紹：DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA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)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。D0D7：八位數(shù)據(jù)輸入端ILE：數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)/CS：輸入寄存器選擇信號(hào)/WR1：輸入寄存器選擇信號(hào)/XFER：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)

2、/WR2：DAC寄存器的寫通選擇信號(hào)Vref：基準(zhǔn)電源輸入端Rfb：反饋信號(hào)輸入端Iout1:電流輸出1Iout2:電流輸出2Vcc:電源輸入端AGND:模擬地DGND:數(shù)字地DAC0832結(jié)構(gòu)： D0D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效； CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：

3、數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR1、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。 IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V+15V； VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-

4、10V+10V； AGND：模擬信號(hào)地 DGND：數(shù)字信號(hào)地DAC0832的工作方式： 根據(jù)對(duì)DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。本設(shè)計(jì)選用直通方式。 DAC0832工作時(shí)序： DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 當(dāng)ILE為1時(shí)，只有當(dāng)/CS、/WR1都為0時(shí)輸入寄存器才允許輸入；當(dāng)/WR2、/XFER也都為0時(shí)，輸入寄存器里的信息才能寫入DAC寄存器。根據(jù)實(shí)際電路圖我們就可以得到DAC0832工作的時(shí)序的程序。如下： P37=0; /P37=CS _nop_(); /P36=WR P36=0; P0=value;

5、(數(shù)據(jù)端口信號(hào)數(shù)值0255) P36=1; _nop_(); P37=1;硬件電路：P0口是數(shù)據(jù)端口，接上拉電阻（其他端口則不用）。電源質(zhì)量要好，質(zhì)量越好的電源，芯片工作就越穩(wěn)定。從LM358運(yùn)放輸出的電壓最大峰峰值就是12V所以在二級(jí)運(yùn)放的放大倍數(shù)要注意跟基準(zhǔn)電壓想匹配，否則輸出信號(hào)會(huì)很容易失真。正弦波的生成：DAC0832產(chǎn)生信號(hào)的原理可以說是ADC0809AD轉(zhuǎn)換的逆過程，但DAC0832生成的信號(hào)是離散的。假設(shè)要生成一個(gè)Y=Asin(2*pi*f*t)的正弦波。adc0832數(shù)據(jù)端口給的數(shù)據(jù)的范圍是0255一共256個(gè)。前0127表示是X軸上方的電壓值（也可能是下方）。那么128255

6、是X軸下方的電壓值。那么我們可以得到數(shù)據(jù)端口的數(shù)值的具體量，即value=127sin(2*pi*f*t)+127；假設(shè)我在X軸上抽樣100個(gè)點(diǎn)（099）(這個(gè)100位的數(shù)組可以用MATALB生成)，那么T=100*t(t是離散間隔),所以f=0.01*1/t。抽樣時(shí)可以抽樣更多的點(diǎn)，抽樣的點(diǎn)越多，得到的信號(hào)越保真，但信號(hào)的頻率會(huì)有所下降。抽樣的點(diǎn)越少，失真越大，但頻率能成大幅度遞增。怎么選擇，具體情況具體分析。其他的波形也跟正弦波一樣。 程序如下：#includesbit dac_WR=P36;/dac0832的wr端sbit dac_cs=P37;sbit KEY1=P20;sbit KE

7、Y2=P21;bit keyflag;unsigned char i;unsigned char code tab100=127,135,143,151,159,166,174,181,188,195,202,208,214,220,225,230,234,238,242,245,248,250,251,252,253,254,253,252,251,250,248,245,242,238,234,230,225,220,214,208,202,195,188,181,174,166,159,151,143,135,127,119,111,103,95,88,80,73,66,59,52,46

8、,40,34,29,24,20,16,12,9,6,4,3,2,1,0,1,2,3,4,6,9,12,16,20,24,29,34,40,46,52,59,66,73,80,88,95,103,111,119;void getkey(void)/按鍵進(jìn)行中斷時(shí)間的設(shè)置，也就是離散間隔t的設(shè)置if(KEY1=0) /按鍵按下后為電電平 RCAP2L+=10; /調(diào)節(jié)頻率 if(CY=1) RCAP2H+=1; if(KEY2=0) RCAP2L-=10; if(CY=1) RCAP2H-=1; void Timer2_Init() T2CON=0x00; TH2=(65536-300)/256;

9、TL2=(65536-300)%256;RCAP2H=0XFE;RCAP2L=0XDA; /穩(wěn)定在50Hz左右,在這里的中斷時(shí)間就是t。EA=1;ET2=1;TR2=1; void T0_service() interrupt 1TH0=0XEC;TL0=0X77;keyflag=1;void Timer2_service() interrupt 5TF2=0;/清除中斷標(biāo)志位 dac_cs=0;dac_WR=0;P1=tabi;dac_WR=1;i+;dac_cs=1;if(i=100) i=0;void main()Timer2_Init();TMOD=0x01;TH0=0XEC;TL0=

10、0X77;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1) if(keyflag) keyflag=0; getkey(); 本程序需注意：按鍵是低電平有效。定時(shí)器2中斷發(fā)送數(shù)據(jù)給DAC0832，0832在得到一個(gè)數(shù)據(jù)后生成相應(yīng)的電壓值。所以他的中斷時(shí)間決定信號(hào)的頻率，調(diào)節(jié)它的中斷時(shí)間就能調(diào)節(jié)信號(hào)的頻率。其他波形的生成，其他的波形也跟正弦波一樣，但鋸齒波和三角波可以不用查表法，應(yīng)用加減計(jì)算得到就可以得到。下面介紹的是鋸齒波：#include #include sbit DACWR=P36;sbit DACCS=P37;unsigned int i;void DAC_0832(void) DA

11、CCS=0;DACWR=0;P0=i;i+=1; /加以操作得到上升的鋸齒波DACWR=1;_nop_();DACCS=0;if(i=0xff) i=0x7f; /為什么初值是0x7f,其他的行不行。大家自己動(dòng)手試試。void main(void)i=0x7f;while(1) DAC_0832(); DAC0832有著致命的一個(gè)缺點(diǎn)就是輸出的波形里的含有的頻率比較雜亂，常常出現(xiàn)過激的現(xiàn)象。如果你需要精確的信號(hào)的話，那么你必須在信號(hào)輸出端就如濾波器。得到干凈的低頻函數(shù)信號(hào)。如果要作為信號(hào)源的話最好是能就上一級(jí)攻放。效果會(huì)好很多。雖然DAC0832不是非常專業(yè)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生芯片，但是它的輸出波形的范圍比較廣，常常能輸出一些，你意想不到得很有意思的信號(hào)曲線