51单片机设计多功能低频 函数 信号 发生器

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1、51单片机设计多功能低频函数信号发生器51单片机设计多功能低频函数信号发生器2010-06-1517:5051单片机设计多功能低频函数信号发生器应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计。本设计能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波。这里着重介绍正弦波和锯齿波的生成原理。ADC0832的介绍:DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。D0D7:八位数据输入端ILE数据允许锁存信号

2、/CS输入寄存器选择信号/WR1输入寄存器选择信号/XFER:数据传送信号/WR2DAC寄存器的写通选择信号Vref基准电源输入端Rfb反馈信号输入端Iout1:电流输出1Iout2:电流输出2Vcc:电源输入端AGND:模拟地DGND:数字地DAC0832结构:D0D7:8位数据输入线，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500ns)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

3、输入数据线变换，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500ns)有效;WR2:DAC寄存器选通输入线，负脉冲(脉宽应大于500ns)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:电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化;IOUT2:电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数;Rfb:反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度;Vcc:电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V

4、;VREF:基准电压输入线，VREF的范围为-10V+10V;AGND:模拟信号地DGND:数字信号地DAC0832的工作方式:根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式:直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。本设计选用直通方式。DAC0832工作时序:DAC0832内部结构图:当ILE为1时，只有当/CS、/WR1都为0时输入寄存器才允许输入;当/WR2、/XFER也都为0时，输入寄存器里的信息才能写入DAC寄存器。根据实际电路图我们就可以得到DAC0832工作的时序的程序。如下:P37=0;/P37=CS_nop_();/P36=WRP36=0

5、;P0=value;数据端口信号数值0255)P36=1;_nop_();P37=1;硬件电路:P0口是数据端口，接上拉电阻(其他端口则不用)。电源质量要好，质量越好的电源，芯片工作就越稳定。从LM358运放输出的电压最大峰峰值就是12V所以在二级运放的放大倍数要注意跟基准电压想匹配，否则输出信号会很容易失真。正弦波的生成:DAC0832产生信号的原理可以说是ADC0809AD转换的逆过程，但DAC0832生成的信号是离散的。假设要生成一个Y=Asin(2*pi*f*t)的正弦波。adc0832数据端口给的数据的范围是0255一共256个。前0127表示是X轴上方的电压值(也可能是下方)。那么

6、128255是X轴下方的电压值。那么我们可以得到数据端口的数值的具体量，即value=127sin(2*pi*f*t)+127;假设我在X轴上抽样100个点(099)，那么value=127sin(pi/50*t)+127;t:099.(这个100位的数组可以用MATALB生成)。也可以抽样更多的点，抽样的点越多，得到的信号越保真，但信号的频率会有所下降。抽样的点越少，失真越大，但频率能成大幅度递增。怎么选择，具体情况具体分析。其他的波形也跟正弦波一样。程序如下:#includereg52.hsbitdac_WR=P36;/dac0832的wr端sbitdac_cs=P37;sbitKEY1=

7、P20;sbitKEY2=P21;bitkeyflag;unsignedchari;unsignedcharcodetab100=127,135,143,151,159,166,174,181,188,195,202,208,214,220,225,230,234,238,242,245,248,250,251,252,253,254,253,252,251,250,248,245,242,238,234,230,225,220,214,208,202,195,188,181,174,166,159,151,143,135,127,119,111,103,95,88,80,73,66,59,5

8、2,46,40,34,29,24,20,16,12,9,6,4,3,2,1,0,1,2,3,4,6,9,12,16,20,24,29,34,40,46,52,59,66,73,80,88,95,103,111,119;voidgetkey(void)if(KEY1=0)/按键按下后为电电平RCAP2L+=10;/调节频率if(CY=1)RCAP2H+=1;if(KEY2=0)RCAP2L-=10;if(CY=1)RCAP2H-=1;voidTimer2_Init()T2CON=0x00;TH2=(65536-300)/256;TL2=(65536-300)%256;RCAP2H=0XFE;RC

9、AP2L=0XDA;/稳定在50Hz左右EA=1;ET2=1;TR2=1;voidT0_service()interrupt1TH0=0XEC;TL0=0X77;keyflag=1;voidTimer2_service()interrupt5TF2=0;/清除中断标志位dac_cs=0;dac_WR=0;P1=tabi;dac_WR=1;i+;dac_cs=1;if(i=100)i=0;voidmain()Timer2_Init();TMOD=0x01;TH0=0XEC;TL0=0X77;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)if(keyflag)keyflag=0;getkey(

10、);本程序需注意:按键是低电平有效。定时器2中断发送数据给DAC0832，0832在得到一个数据后生成相应的电压值。所以他的中断时间决定信号的频率，调节它的中断时间就能调节信号的频率。其他波形的生成，其他的波形也跟正弦波一样，但锯齿波和三角波可以不用查表法，应用加减计算得到就可以得到。下面介绍的是锯齿波:#includeat89x52.h#includeintrins.hsbitDACWR=P36;sbitDACCS=P37;unsignedinti;voidDAC_0832(void)DACCS=0;DACWR=0;P0=i;i+=1;/加以操作得到上升的锯齿波DACWR=1;_nop_()

11、;DACCS=0;if(i=0xff)i=0x7f;/为什么初值是0x7f,其他的行不行。大家自己动手试试。voidmain(void)i=0x7f;while(1)DAC_0832();DAC0832有着致命的一个缺点就是输出的波形里的含有的频率比较杂乱，常常出现过激的现象。如果你需要精确的信号的话，那么你必须在信号输出端就如滤波器。得到干净的低频函数信号。如果要作为信号源的话最好是能就上一级攻放。效果会好很多。虽然DAC0832不是非常专业的函数信号发生芯片，但是它的输出波形的范围比较广，常常能输出一些，你意想不到得很有意思的信号曲线。下面发几张示波器观察到得曲线:实验室里手机照的，不是太清晰但还能看。编者注:最近比较忙很少去查看邮箱，前几天看一下邮箱结果里面有100份邮件是要函数信号发生器的。为了方便大家于是我今天又重新整理了一下，并有实际搭了一遍电路验证特一下。效果还行。但在protues上仿真不了，得到的是一个不能预料的曲线。没查明原因，如果大家有兴趣，可以研究研究。共同探讨一番。