《单片机技术及应用课程设计报告波形发生器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机技术及应用课程设计报告波形发生器（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单片机技术及应用课程设计报告专 业： 电子信息工程 班 级： 07302 （本） 姓 名： 指导教师： 二零一零 年 六 月 二十 目录一 课程设计目的3二 课程设计题目描述和要求3三 课程设计报告内容43.1波形图思路43.2波形图设计过程（方案设计与论证，调试与仪器说明）43.1.1锯齿波模块：43.1.2三角波模块：63.1.3方波模块：73.1.4正弦波模块：93.1.5顶层模块：113,1,6采用DAC0832实现波形发生器的总程序模块14四 原始硬件图18五 改进后的硬件图.19六 总结.20七 老师评语.22.参考文献23 波形发生器 一 课程设计目的实现波形发生器可以产生锯齿波
2、、三角波、方波和正弦波等常用标准波形。二 课程设计题目描述和要求利用DAC接口实现波形发生器可以产生锯齿波、三角波、方波和正弦波等常用标准波形。将P1.0,P1.2,P1.4和P1.6分别作为这四种波的控制位，当相应的控制键按下后，出现相应的波形设计原理DAC接口技术DAC（Digital-Analog-Conventor）的功能是将数字量转化为与其成比例的模拟电压或电流信号，输出到仪表外部进行各种控制DAC芯片种类很多，有通用廉价的DAC芯片，也有高速高精度及高分辨率的DAC芯片在这里我们采用的的是DAC0832各种类型的DAC芯片都具有数字量输入端，模拟量输入端和基准电压端。数字量输入端有
3、以下几种类型：1无数据锁存，2带单数据锁存器，3带双数据锁存器，4可接收串行数字输入。第一种在与单片机接口时，要外加锁存器，第二种和第三种可直接与单片机接口，第四种与单片机接口十分简单，接收数据较慢，适用于远距离现场控制的场合模拟量输出有两种方式：电压输出及电流输出。电压输出的DAC芯片相当于一个电压源，其内阻很小，选用这种芯片时，与它匹配的电阻应较大，电流输出的芯片相当于电流源，其内阻较大，选用这种芯片时，负载电阻不可太大。在实际应用中，常选用电流输出的DAC芯片实现电压输出三 课程设计报告内容3.1波形图思路在8051单片机的控制下，产生三角波，锯齿波，方波以及正弦波，各种波形所采用的硬件
4、接口都是一样的，由于控制程序不同而产生不同的波形3.2波形图设计过程（方案设计与论证，调试与仪器说明） 将该任务分成六个模块进行设计，分别为：锯齿波模块，三角波模块，方波模块，正弦波模块，然后是顶层模块，最后是将所有模块拼合成总体模块 我们所涉及的电路：DAC0832工作于单缓冲器方式，它的ILE接+5V。/CS和/XFER相连后由8051的P2.7控制，/WR1和/WR2相连后由8051的/WR控制DAC0832的地址为7FFFH,工作于单缓冲器方式，执行一次对DAC0832的写入操作即可完成一次D/A转换。3.2.1锯齿波模块：8051单片机的累加器A从0开始循环增量，每增量一次向DAC0
5、832写入一个数据，得到一个输出电压，这样可以获得一个正向的阶梯波DAC0832的分辨率为8位，如其满足的电压为5V，则一个阶梯的幅度为 5V/(2*2*2*2*2*2*2*2)=19.5mV程序如下： MOV DPTR,#7FFFH ;DAC0832地址 ST:MOV A,#00H LOOP:MOVX DPTR,A ;启动D/A转换 INC A ;累加器内容加一 AJMP LOOP ; 连续输出波形程序从标号LOOP处执行到指令到执行AJMP LOOP共需5个机器周期，采用12MHZ的晶振，一个机器周期为1us，则每个阶梯的时间为t=5*1us,一个正向阶梯波的总周期的总时间为T=255*t
6、=1275us，即此阶梯波的重复频率为F=1/T=78HZ.由此可见，由软件来产生波形，其频率是较低的。要想提高频率，可通过改进程序，减少执行时间，但这种方法是有限的，根本的办法还得靠改进路. 图8.13由图8.13可见，由于每一个阶梯波较小，总体看起来是一个锯齿波.如果要改变这种波形的周期，可采用延时的方法，程序若如下： MOV DPTR,#7FFFH ;DAC0832地址ST:MOV A,#00HLOOP:MOVX DPTR,A ;启动D/A变换ACALL DELAY ;延时INC AAJMP LOOP ;连续输出波形DELAY:MOV R4,#0FFH ；延时子程序LOOP1:MOV R
7、5,#10HLOOP2:NOPDJNZ R5,LOOP2DJNZ R4,LOOP1RET在延时子程序中改变延时时间的长短，即可改变输出波形的周期。锯齿波波形：3.2.2三角波模块：在以上这个正向的锯齿波的前提下，若要获得负向的锯齿波只需将以上程序中的指令INCA换成指令DECA即可，如果想获得任意起始电压和终止电压的波形，则需先确定起始电压和终止电压所对应的数字。程序中首先从起始电压对应的数字量开始输出，当达到终止电压对应的数字量时返回，如此反复。将正向锯齿波与负向锯齿波组合起来就可以获得三角波，程序如下： MOV DPTR,#7FFFH ;DAC0832地址TRI: MOV A,#00H ;
8、三角波UP: MOVX DPTR,A ;启动D/A转换 INC A ;上升沿 CJNE A,#0FFH,UPDOWN: MOVX DPTR,A ;启动D/A转换 DEC A ;下降沿 CJNE A,#00H,DOWN AJMP UP ;连续输出波形3.2.3方波模块：方波信号也是波形发生器中常用的一种信号，下面的程序可以从DAC的输出端得到矩形波，当延时子程序DELAY1与DELAY2的延时时间大体相同时即为方波，改变延时时间可得到不同占空比的矩形波，上限电平及上限电平对应的数字量可用前面讲过的方法获得。程序如下：MOV DPTR,#7FFFH ;DAC0832地址SQ: MOV A,#LOW
9、 ;取低电平数字量 MOVX DPTR,A ;DAC输出低电平 ACALL DELAY1 ;延时1 MOV A,#HIGH MOVX DPTR,A ;DAC输出高电平 ACALL DELAY2 ;延时2 AJMP SQ ;连续输出波形以上程序中未列出延时子程序，可仿照前面锯齿波中的延时子程序编写，输出矩形波的占空比为T1/(T1+T2),输出波形如图8.15所示。改变延时值使T1=T2即可得到方波矩形波矩形波实验图3.2.4正弦波模块：图8.14利用DAC接口实现正弦波发生器时，先要对正弦波模拟电压进行离散化。如图8.14所示，对于一个正弦波取N等分离散点，按定义计算出对应于1,2,3.N各离
10、散点的数据值D1,D2,D3,D4.DN制成一个正弦表。因为正弦波在半周期内是以极值点为中心对称，而且正负波形为互补关系，故在制正弦表时只需进行1/4周期，取0Pi/2之间的数值，步骤如下：（1） 计算0Pi/2区间N/4个离散的正弦值（2） 根据对称关系，复制Pi/2 Pi区间的值（3） 将0Pi区间各点根据求补即得Pi2Pi区间各值将得到的这些数据根据所用DAC的位数进行量化，得到相应的数字值，依次存入RAM或固化于EPROM中，从而得到一个全周期的正弦编码表程序如下：SIN: MOV DPTR,#SINTAB ;正弦波 MOV R0,#6DHLOOP: CLR AMOVC A,A+DPT
11、RMOV R0,AINC DPTRINC R0CJNE R0,#80H,LOOPMOV DPTR,#7FFFH ;DAC0832端口地址MOV R0,#6DHLOOP1: MOV A,R0 ;取得第一个1/4周期的数据MOVX DPTR,A ;送往DAC0832INC R0CJNE R0,#7FH,LOOP1LOOP2: MOV A,R0 ;取得第二个1/4周期的数据MOVX DPTR,A ;送往DAC0832DEC R0CJNE R0,#6DH,LOOP2LOOP3: MOV A,R0 ;取得第三个1/4周期的数据CPL A ;数据取反MOVX DPTR,A ;送往DAC0832INC R0
12、CJNE R0,#7FH,LOOP3LOOP4: MOV A,R0 ;取得第四个1/4周期的数据CPL A ;数据取反MOVX DPTR,A ;送往DAC0832DEC R0CJNE R0,#6DH,LOOP4JB 20H.3, LOOP1 ;输出连续波形LJMP HERESINTAB: DB 7FH,89H,94H,9FH,0AAH,0B4H,0BEH,0C8H,0D1H,0D9HDB 0E0H,0E7H,0EDH,0F2H,0F7H,0FAH,0FCH,0FEH,0FFH正弦波图3.2.5顶层模块：根据按键按下的不同，中断0对应于不同的波形处理ORG 0000HSTART:LJMP MAINORG 0003H ;外部中断 入口LJMP INSER ;转到中断服务程序ORG 0030HMAIN:MOV DPTR,#7FFFH ;DAC0832地址SETB EX0 ;允许 中断 SETB IT0 ;负边沿触发方式 SETB EA ;开中断HERE: JB 20H.0,ST ;阶梯波处理JB 20H.1
