单片机按键波形转换

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时间:2018-07-15

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1、1课设题目:波形发生器设计——按键控制波形2内容摘要:近年来,波形发生器在各种领域中得到越来越广泛的应用。本系统主要通过研究51单片机的功能,外加D/A转换器等其它器件,进行硬件设计和软件编程,完成锯齿波、梯形波、三角波、方波和正弦波共五种波形的形成。波形频率的变化由程序来控制,即通过改变定时器的初值来改变输出波形相邻两点的时间间隔,从而实现波形频率的改变。3设计任务和要求:3.1课程设计任务:利用DAC0832产生三角波,锯齿波和方波。在矩形按键中任选三个按键作为按键“1”,“2”,“3”。按“1”键产生三角波;按“2”键产生锯齿波;按“3”键产生方波。波形频率为100Hz。用示波器观

2、察输出。3.2课程设计基本要求:课题分析,查阅资料,方案论证,方案实现,系统联调,撰写实验设计报告成果要求:(1)系统方案(2)硬件电路原理图(3)软件源程序(4)设计说明书(课程设计报告)4设计方案4.1总体设计思路本次设计采用AT89C51及其外围扩展系统,软件方面主要是应用C语言设计程序。系统以AT89C51为核心,配置相应的外设及接口电路,用Keil及C等软件开发,用C语言编程,组成一个多功能信号发生器。用户通过按键选择输出实验室中经常使用到的几种基本波形:方波、锯齿波和三角波。方波由AT89C51单片机将最大值和最小值输出给D/A进行转换,并由用户通过键盘选择波形周期。可采用单

3、片机程序产生以上3种波形,并通过一片D/A转换器输出。另外可采用一片D/A转换器来控制前一片D/A转换器的参考电压,从而可以改变输出波形幅值。通过外接键盘来设定波形的类型、幅值和频率。4-1总体方案结构图实验程序参考实验设计书(xl2000实验指导手册)中的实验6(端口按键判断技术(按键显示数字))和实验12(DA转换dac0832的原理与应用)的相应程序,再根据我们小组的课设实际要求,适当改变其程序,改写出适合我们小组的程序。我们小组利用端口按键判断技术(按键显示数字)中的按键设计。端口按键判断部份由8个轻触按键组成,一端接地,一端由JP48引出,当按下按键时,相应端口为低电平。我们需

4、要这个键盘去对应相应的波形,通过按键盘上的K01,,K02,K03三个按键,实现相应的波形输出。然后我们应用实验12:DA转换DAC0832的原理与应用来实现波形的变换。锯齿波我们在实验课上就已经实现了,而三角波我们在考试的时候也实现了,剩下的矩形波比较简单,根据书本上的程序就可以得出相应的结果。4.2设计方法——硬件设计51单片机的最小系统由振荡电路、电源电路、复位电路、EA及应用程序组成。它有三种联接方式。一种是两级缓冲器型,即输入数据经过两级缓冲器型,即输入数据经过两级缓冲器后,送入D/A转换电路。第二种是单级缓冲型,输入数据经输入寄存器直接送入DAC寄存器,然后送D/A转换电路。

5、第三种是两个缓冲器直通,输入数据直接送D/A转换电路进行转换。本电路仿真图如下:DAC0832的引脚及功能:DAC0832是双列直插式8位D/A转换器,完成数字量输入到模拟量输出的转换。图3-2DAC0832引脚图DAC0832结构:D0~D7:8位的数据输入端,D7为最高位,TTL电平,有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错);ILE:数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;CS:片选信号输入线(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500ms)有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1,当LE1为高电平时,数据锁存器状态随输入数

6、据线变换,LE1的负跳变时将输入数据锁存;XFER:数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于500ms)有效。WR2:DAC寄存器选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ms)有效。由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2,当LE2为高电平时,DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化,LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换;IOUT1:模拟电流输出端1,当DAC寄存器中数据全为1时,输出电流最大,当DAC寄存器中数据全为0时,输出电流为0;IOUT2:模拟电流输出端2,IOUT2与IOUT1的和为一个常数;Rfb:反馈信号输入线,改变Rfb端外接电阻值可

7、调整转换满量程精度;Vcc:电源输入端,范围为(+5~+15)V;VREF:基准电压输入线,范围为(-10~+10)V;AGND:模拟信号地;DGND:数字信号地。4.3设计方法——软件设计系统软件由主程序和产生波形的子程序组成,软件设计主要是产生各种波形的子程序的编程。通过编程可得到各种波形。频率的改变可采用插入延时子程序的方法来实现。实验流程图:4-2实验流程图本电路仿真图如下:图4-3电路仿真图图4-4三角波仿真图图4-5锯齿

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