本文将详细讲解基于51单片机的波形发生器设计。51单片机是广泛应用的微控制器,尤其在教育、嵌入式系统和简易电子设备中常见。C51是针对51系列单片机的C语言编译器,使得编写控制程序更为便捷。波形发生器则是一种能产生不同类型的模拟信号(如方波、锯齿波、三角波、正弦波)的设备,常用于电子测试和调试。
代码中包含了两个头文件,`<reg52.h>`和`<absacc.h>`。`reg52.h`包含了51单片机寄存器的定义,方便直接操作硬件;`absacc.h`允许对绝对地址的直接访问,这在设置和读取特殊功能寄存器时很有用。
接着,定义了一些常量和数据类型,如`DAC`(数模转换器的最高值),`uchar`(无符号字符型),`uint`(无符号整型)。此外,还定义了一个code型数组`sintab`,存储了正弦波形的近似值,以便于生成正弦波。
`bdata`类型的`tbase`变量被用来存储当前选择的波形状态,通过`sbit`定义了四个位变量`kst`, `ktri`, `ksq`, `ksin`,分别对应四种波形的选择。同时,定义了四个输入按键的位变量`k1`至`k4`,用于切换波形或触发中断。
在`delay()`函数中,使用一个循环来实现简单的延时,通过迭代次数来调整延时时间。这个函数在需要暂停一段时间,例如在改变波形时,是非常有用的。
接下来是生成四种波形的函数:`st()`, `tri()`, `sq()`, 和 `sin()`。`st()`函数产生方波,通过不断更新`DAC`寄存器的值在0和255之间切换。`tri()`函数则生成锯齿波,通过递增和递减`DAC`的值来实现。`sq()`函数生成方波,通过快速在0和255之间切换。`sin()`函数使用`sintab`数组产生正弦波,先正向输出,再反向输出数组中的值。
主函数`main()`中,首先开启了外部中断0(EX0)并设置了中断方式0(IT0),启用全局中断(EA)。在无限循环中,根据按键状态调用相应的波形生成函数。中断服务子程序`int0(void) interrupt 0`处理外部中断0,当检测到按键按下时,会重置`tbase`和选择相应的波形。
这个基于51单片机的波形发生器通过C51语言编程,结合了数字逻辑和模拟电路的概念,实现了在硬件上生成基本的模拟信号。用户可以通过按键选择不同的波形,而单片机根据选择实时生成并输出相应的波形。这个设计可以作为学习单片机控制、数字信号处理和嵌入式系统开发的实例,具有很高的教学价值。