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基于单片机的函数信号发生器课程设计(毕业设计)完整版.docx

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摘要 ...............................................................

目录 ...............................................................

第一章绪论 ..........................................................

第二章方案的设计与选择 ..............................................

第三章硬件设计 ......................................................

第四章软件设计 ......................................................

4.1 程序流程图 ......................................................

第五章总结与展望 ....................................................

致谢 ...............................................................

参考文献 .............................................................

附录 1 电路原理图 .....................................................

附录 2 源程序.........................................................

附录 3 器件清单......................................................

随着大规模集成电路技术的发展，中央处理器 (CPU)、随机存取存储器(RAM)、

只读存储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口，以及其他一些计算

机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机，简称为单片机。单片机

具有体积小、成本低，性能稳定、使用寿命长等特点。其最明显的优势就是可以嵌

入到各种仪器、设备中，这是其他计算机和网络都无法做到的[9,10。]

第二章方案的设计与选择

数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号，因此可通过产生数字信号再转

换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。89C51 单片机本身就是一个完整的微型

计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器 CPU、随机存取存储器 RAM、

只读存储器 ROM、I/O 接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将 89C51

再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、指示灯及其接口等

四部分，即可构成所需的波形发生器，其信号发生器构成原理框图如图 2.1 所示。

89C51

接口

电路

D/A

转换器

图 2.1 信号发生器原理框图



如果单片机的晶振为 12MHz，采用定时器方式 0，则定时器的初值为：



(2.1)

mec



TL =（8192— T）/MOD256



（3）正弦波的模拟信号是 D/A 转换器的模拟量输出，其计算公式为：



Y =（A/2sin t）+A/2 (其中

A=VREF)

(2.4)

 

t=N T (N=1~256)

(2.5)

那么对应着存放在计算机里的这一点的数据为：

（2.6）

（4）一个周期被分离成 256 个点，对应的四种波形的 256 个数据存放在以 TAB

1--TAB4 为起始地址的存储器中。

（1）本方案利用 8155 扩展 8 个独立式按键，6 个 LED 显示器。其中“S0”

号键代表方波输出，“S1”号键代表正弦波输出，“S2”号键代表三角波输出，“S3”

号键代表锯齿波输出。

（2）“S4”号键为 10Hz 的频率信号，“S5”号键为 100Hz 的频率信号，“S6”

号键为 500Hz 的频率信号，“S7”号键为 1KHz 的频率信号，6 个 LED 显示器输

出信号的频率值，选用共阳极 LED。

（3）利用两片 DAC0832 实现幅度可调的信号源，（其中一片用来调节幅度，

另外一片用来实现信号源的输出）。

中断系统是使处理器具有对外界异步事件的处理能力而设置的。当中央处理器

CPU 正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件，要求 CPU 暂停当前的工作，转而

去处理这个紧急事件。在波形发生器中，只用到片内定时器／计数器溢出时产生的

中断请求，即是在 AT89C51 输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时

器未产生中断之前，AT89C51 等待，直到定时器计时结束，产生中断请求，AT89C51

响应中断，接着输出下一个采样点信号，如此循环产生所需要的信号波形[6]。

如图 3.2 所示，AT89C51 从 P0 口接收来自键盘的信号，并通过 P2 口输出一些

控制信号，将其输入到 8155 的信号控制端，用于控制其信号的输入、输出。如果有

键按下，则在读控制端会产生一个读信号，使单片机读入信号。如果有信号输出，

则在写控制端产生一个写信号，并将所要输出的信号通过 8155 的 PB 口输出，并在

数码管上显示出来。

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