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单片机课程设计---波形发生器.doc
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2022-07-08
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单片机课程设计---波形发生器
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1
目录
一、前言............................................................2
二、设计要求........................................................2
三、方案设计与论证..................................................3
3.1 信号发生电路方案论证.........................................3
3.3 显示方案论证.................................................3
3.4 键盘方案论证.................................................4
四、总体系统设计....................................................5
五、单元电路设计....................................................6
5.1 功能与基本原理...............................................6
5.2 主板:MCS-51 单片机 ..........................................6
5.3 波形转换(D/A)电路..........................................7
5.4 复位电路.....................................................9
5.5 外部时钟电路................................................10
5.6 数码管显示部分电路 .........................................10
5.7 键盘电路原理 ...............................................11
六、系统软件.......................................................13
6.1 输出的各个波形程序..........................................14
6.2 延时程序....................................................21
6.3 键盘扫描程序................................................21
6.4 数码管显示..................................................24
6.5 波形频率调节................................................25
七、调试结果与调试说明.............................................26
7.1 硬件调试....................................................26
7.2 软件调试....................................................26
7.3 调试结果 ...................................................27
八、实验成果.......................................................28
九、总结与感想.....................................................31
十、参考文献.......................................................32
十一、附件材料.....................................................33
11.1 元器件清单.................................................33
11.2 实物图片...................................................35
11.3 程序.......................................................36
2
一、前言
波形发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子
电路、自动控制系统和教学实验等领域。目前使用波形发生
器大部分是利用分立元件组成的起体积大,可靠性差,准确
度低。本次课程设计使用的 8051 单片机构成的发生器可产
生方波、三角波、锯齿波、等多种波形,波形的周期可以用
程序改变,具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越
等优点。在本设计的基础上,加上键盘控制,则可通过键盘
设定所需要的波形频率。
二、设计要求
利用 51 系列单片机、数码管或点阵 LCD、D/A 转换器
DAC832 等器件,设计一个简易波形发生器。
该简易波形发生器具体设计要求如下:
(1)可以输出单极性和双极性波形。
(2)输出波形形状可选。波形包括正弦波、脉冲波、方
波,锯齿波等。可以通过按键选择。
(3)输出频率可调,可以通过两个按键(‘+’、‘-’)调整。
3
三、方案设计与论证
3.1 信号发生电路方案论证
方案一:通过单片机控制 D/A,输出四种波形。此方案
输出的波形不够稳定,抗干扰能力弱,不易调节。但此方案
电路简单、成本低。
方案二:使用传统的锁相频率合成方法。通过芯片
IC145152,压控振荡器搭接的锁相环电路输出稳定性极好的
正弦波,再利用过零比较器转换成方波,积分电路转换成三
角波。此方案,电路复杂,干扰因素多,不易实现。
方案三:利用 MAX038 芯片组成的电路输出波形。MAX038
是精密高频波形产生电路,能够产生准确的三角波、方波、
正弦波三种周期性波形。但此方案成本高,程序复杂度高。
以上三种方案综合考虑,选择方案一。
3.2 单片机的选择论证
方案一:AT89S52 单片机是一种高性能 8 位单片微型计
算机。它把构成计算机的中央处理器 CPU、存储器、寄存器、
I/O 接口制作在一块集成电路芯片中,从而构成较为完整的
计算机、而且其价格便宜。
方案二:C8051F005 单片机是完全集成的混合信号系统
级芯片,具有与 8051 兼容的微控制器内核,与 MCS-51 指令
集完全兼容。除了具有标准 8052 的数字外设部件,片内还
集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字
外设及功能部件,而且执行速度快。但其价格较贵
以上两种方案综合考虑,选择方案一。
3.3 显示方案论证
方案一:采用 LED 数码管。LED 数码管由 8 个发光二极
管组成,每只数码管轮流显示各自的字符。由于人眼具有视
4
觉暂留特性,当每只数码管显示的时间间隔小于 1/16s 时人
眼感觉不到闪动,看到的是每只数码管常亮。
方案二:采用 LCD 液晶显示器 1602。其功率小,效果明
显,显示编程容易控制,可以显示字母,但价格较贵。
以上两种方案综合考虑,选择方案一。
3.4 键盘方案论证
方案一:采用独立按键,他的按键的数目比少,但是它
的结构简单,方便操作,执行效率高等优势。
方案二:采用矩阵键盘,它以较少得 IO 口实现了按键的
功能,随之其操作比较复杂。
经对比,由于我们需求的按键比较多,对执行的效率比
较高,所以采用矩阵按键。
5
四、总体系统设计
该系统采用单片机作为数据处理及控制核心,由单片机
完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理
和变换,采用按键输入,利用数码管显示电路输出数字显示
的方案。将设计任务分解为按键电路、数码显示电路等模块。
总体方框图
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资源评论
- m0_748125482023-12-09总算找到了想要的资源,搞定遇到的大问题,赞赞赞!
- chory12024-01-12总算找到了想要的资源,搞定遇到的大问题,赞赞赞!
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