基于8051的多功能信号发生器

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1、第一章摘要4第二章引言4第三章基本原理53.1设计任务53.2设计原理5第四章硬件原理64.18051单片机的内部结构64.2DAC0832芯片介绍7第五章软件设计95.1正弦波95.2方波105.3三角波105.4锯齿波105.5调频10第六章系统调试11第七章结语14参考文献资料15附录程序整体设计16第一章摘要本系统是基于8051单片机的多功能信号发生器。采用8051单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832).按键和6位数码管等。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等，也可通过按键改变

2、频率，同时用数码管指示其对应的键值。其设计简单、性能优好，具有一定实用性。各种各样的信号是通信领域的重要组成部分，其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这儿种信号的发生装置。为了实验、研究方便，研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法和8051的基础理论。文屮着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。信号频率幅度也按要求可调。关键词:8051DAC0832信号发生器可调频第二章前言

3、波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硕件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正眩波、三角波和方波的电路便是可取的路经之一，不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号

4、源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意。本文是做基于单片机的信号发生器的设计，将采用编程的方法來实现三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的发生。根据设计的要求，对各种波形的频率进行改变输出，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中，当接收到按键的命令时，程序会根据按键的指示调用相应的服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输岀端口输出。本设计中需要lab2000试验箱的键盘按键和示波器的硬件配合，通过按键设定所需要的波形和频率，并通过示波器观察波形的频率、幅值电压、波形

5、。第三章基本原理3.1设计任务(1)以单片机为核心的函数信号发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等波形，通过键盘选择波形和调整信号频率。(2)设计键盘输入电路，对应选择波形和改变信号频率、波形的输出电路；编制相应的程序。波形发生器的设计所需器件：1.lab2000试验箱(包含单片机8051系统、DAC0832—片、运算放大器)2.PC机一台3.示波器一台3.2设计原理本文要求将单片机的数字信号输出转化为模拟信号，数字信号可以通过D/A转换器转换成模拟信号，因此可通过单片机产生数字信号再转换成模拟信号的方法來获得所需要

6、的波形。8051单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将8051再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出及其接口、示波器及其输出等四部分，即可构成所需波形发生器。8051是整个波形发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，产生各种各样的信号,并通过lab2000键盘进行各种波形的转换和信号频率的调节。当数字信号经过接口电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出

7、波行。第四章硬件原理信号发生器硬件原理框图如图4-1所示。图4-1信号发生器原理框图4.18051单片机的内部结构典型的8051单片机芯片集成了以下儿个基本组成部分。1一个8位的CPU2128B或256B单元内数据存储器（RAM）34KB或8KB片内程序存储器（ROM或EPROM）44个8位并行I/O接口P0~P3。5两个定时/计数器。65个中断源的中断管理控制系统。7一个全双工串行I/O口UART（通用异步接收、发送器）8—个片内振荡器和时钟产生电路。C1U1C2•・I

8、12MX1iuf.•fTAIAPO.OXACOPO.1XAD1P0.2XAD2P0.3XAD3P0.4XAD4P0.5AftD5P0.6AftC6P0.7XAD7XTAL17nraicXTAL2RSTP2.0^6P2M炖P2.2/A10PSENP2.3>A11P2.4AM2P2.5X^13P2.6/A