多功能信号发生器单片机课程设计.doc

多功能信号发生器单片机课程设计 【概要】本课程设计涉及的是一个基于8051系列单片机的多功能信号发生器，主要用于生成不同频率的方波、正弦波、三角波和锯齿波。设计中利用8155芯片扩展I/O接口，采用D/A转换器0832实现波形输出，并通过按键控制波形选择、频率显示以及调整幅度、周期、占空比等参数。虽然部分功能未能完全实现，但已展示了信号发生器的基本工作原理。 **1. 8051单片机与信号发生器** 8051单片机是设计的核心，它通过控制D/A转换器来生成各种波形。8051的I/O口被用来扩展8155接口，以实现键盘控制和LED显示。8031与D/A转换器0832相连，通过两级放大器输出波形。 **2. 键盘控制与显示** 键盘模块允许用户选择不同的波形和进行参数调整。为了节省I/O口，键盘和LED显示器被集成在一个接口电路中。3位LED显示器用于显示频率，采用共阴极配置，段选码由8155的PB口提供，位选码由PA0-PA2提供。键盘的列输出和行输入分别由PA口和PC0-PC1提供。 **3. 波形生成** 设计中包括了五种主要的波形生成模块：正弦波、方波、三角波、锯齿波和幅值/周期/极性/占空比的调节。波形的输出是通过D/A转换器0832完成的，该转换器将数字信号转化为模拟信号，再通过放大器NEC4558增强并输出。 **4. 硬件组件** 硬件系统包括8051单片机、8155扩展接口、两个地址锁存器74LS07、数码管显示器、两个D/A转换器DAC0832和两个NEC4558运算放大器。地址锁存器用于增强驱动能力和提高显示亮度，D/A转换器用于数字到模拟转换，而运算放大器则将电流转换为电压输出。 **5. 设计挑战与限制** 尽管设计实现了大部分功能，但由于时间和能力限制，极性和占空比的改变未能实现。这可能是因为在软件设计阶段的键盘查询与动态显示合并处理以及消颤延时子程序的实现中遇到了困难。 这个课程设计项目提供了一个实践性的平台，让学生深入理解信号发生器的工作原理，熟悉8051单片机的应用以及数字信号到模拟信号转换的过程，同时也锻炼了硬件设计和程序编写的能力。