基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字式簡易低頻信號發(fā)生器

PAGEPAGE5電子設(shè)計應(yīng)用軟件訓(xùn)練總結(jié)報告任務(wù)說明：本次課設(shè)的任務(wù)是基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字式簡易低頻信號發(fā)生器的設(shè)計，要求實現(xiàn)用程序產(chǎn)生方波、正弦波、鋸齒波、階梯波四種信號，并可以鍵控切換，而且需在Proteus電子設(shè)計平臺上對設(shè)計方案進(jìn)行仿真。本次設(shè)計采用了AT89C51單片機(jī)作為控制核心，外圍采用數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路（DAC0832）來實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而輸出正確的波形，設(shè)計中還連接了按鍵電路來實現(xiàn)鍵控。波形的頻率為200Hz，用調(diào)整延時來實現(xiàn)。設(shè)計簡單，性能良好，具有一定實用性。二、原理圖繪制說明1、原理圖繪制過程說明（1）運(yùn)行proteus7.5，進(jìn)入繪圖頁面。圖1proteus繪圖頁面（2）查找元器件，按動鍵盤按鍵P，進(jìn)入PickDevices頁面，在關(guān)鍵字項中輸入元件名稱。如查找AT89C51。圖2查找元件（3）放置元器件并連線。2、原理圖說明（1）單片機(jī)晶振電路對于MCS-51一般的晶振可以在1.2MHZ-12MHZ之間選擇，這時電容C1、C2可以選擇在10pf-30pf之間。在本設(shè)計中，電容選擇25pf，晶振選擇12MHZ。電路如下圖：圖3單片機(jī)晶振電路原理圖（2）單片機(jī)復(fù)位電路復(fù)位時單片機(jī)的初始化工作，復(fù)位后中央處理器CPU和單片機(jī)內(nèi)部的其他功能部件都處在一定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作。電路如下圖：賦予初值FFH，延時一段時間后，賦值00H，再延時一段時間后，輸出FFH，以此循環(huán)。在實現(xiàn)階梯波時，通過查表和延時來實現(xiàn)。鋸齒波則是通過256個采樣點賦值依次減1得以實現(xiàn)。為滿足設(shè)計要求中輸入頻率為200hz這一要求，在程序中在對波形各個采樣點賦值之外，還設(shè)計了相應(yīng)的延時。波形子程序的調(diào)用就是對這兩項進(jìn)行調(diào)用。四種波形的流程圖如下。開始開始賦最高值0xFF調(diào)用方波延時單元賦最低值0x00調(diào)用方波延時單元返回輸出方波圖10方波子程序調(diào)用流程圖開始開始調(diào)用sin函數(shù)的數(shù)據(jù)表調(diào)用正弦波的延時單元輸出正弦波返回圖11正弦波子函數(shù)調(diào)用流程圖開始開始調(diào)用階梯波數(shù)據(jù)表i<8?i++Y調(diào)用階梯波延時單元輸出階梯波返回Ni=0圖12階梯波子程序調(diào)用開始開始DA=-ii<256?i++Y調(diào)用階梯波延時單元輸出階梯波返回Ni=0圖13鋸齒波子函數(shù)調(diào)用流程圖四、Proteus仿真說明：連接好原理圖后，雙擊AT89C51芯片，將后綴為.hex的文件添加到單片機(jī)中，點擊運(yùn)行。圖14添加程序正確運(yùn)行后，示波器中顯示正弦波。頻率約為200hz。波形如下圖15方波波形按動按鍵一下，波形轉(zhuǎn)變成正弦波。皮率約為200hz。波形如下圖16正弦波波形再按動一次按鍵，波形轉(zhuǎn)換成階梯波。頻率約為200hz。波形如下圖17階梯波波形再按動一次按鍵，波形轉(zhuǎn)變成鋸齒波。頻率為200hz。波形如下圖18鋸齒波波形再按動一次按鍵，波形回到最初顯示的方波。五、體會及合理化建議通過這次的課設(shè)，我熟悉了基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字式簡易低頻信號發(fā)生器的設(shè)計，學(xué)會了如何利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832來實現(xiàn)波形，和通過按鍵控制切換波形。在這次課程設(shè)計的過程中遇到了一些難題，比如鍵控部分。起初的構(gòu)想是用P1口來控制按鍵，給P1口賦初值01H，輸入第一個波形，在對P1口左移一位，輸出第二個波形，依次類推。連接后原理圖無法正確運(yùn)行。在頻率上，編程時設(shè)計的延時單元沒有很符合要求，仿真時輸出的波形的頻率與要求不符。后經(jīng)多次試驗，實現(xiàn)了輸出頻率為200hz這一要求。在今后的學(xué)習(xí)中，我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)為大家提供更多的機(jī)會親自動手去完成一些簡易的設(shè)計，這樣不僅可以加深大家對平時學(xué)習(xí)的理論知識的理解，也可以提高大家的動手實踐能力，更會擴(kuò)寬同學(xué)們的視野，拓展專業(yè)知識，有益于今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展。參考文獻(xiàn)1.嚴(yán)潔.單片機(jī)原理及接口技術(shù).[M]機(jī)械工業(yè)出版社.2010.146-151頁2.歐偉明、何靜、凌云、劉劍.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.[M]電子工業(yè)出版社.2009.140-143頁3.盧勝利、郝立果、丁峰.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)實踐.[M]機(jī)械工業(yè)出版社.2009.227-231頁4.朱定華、戴穎穎、李川香.單片微機(jī)原理、匯編與C51及接口技術(shù).[M]清華大學(xué)出版社.2010.296-299頁5.張毅剛、劉杰.單片機(jī)原理及應(yīng)用.第三版.[M]哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2010.219-226頁附錄I電路原理圖附錄II元器件清單元器件名稱及規(guī)格標(biāo)注AT8