常用函数波形发生器的设计

微机系统与应用课程设计

实验报告

成绩：

评语：

教师：＿＿＿＿＿＿＿＿

年月日

班级：

学号：

姓名：

地点：

时间：

常用函数波形发生器的设计

一、课程设计目的

1. 掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连接能力。

2. 加深对和D/A 芯片的工作方式的理解，学会编写程序，使D/A 转换输出函数的

方法。

3. 掌握通过A/D 转换进行实时数据采集与处理的设计思路和实现方法。

二、课程设计的内容

微机通过DAC0832 接口（OUT2）输出常用函数波形（方波，锯齿波，正弦

波等），该波形作为ADC0809 模拟信号输入连到IN0，ADC0809 的输出通过8255 接口送到

数据总线，设计连接硬件线路，然后编写波形发生和数据采集程序，将采集的数据（波形）显示在计算机屏幕上。

三、系统功能与设计要求

1．基本功能要求

具有友好的人机交互界面，通过鼠标选择相关按钮或菜单对系统进行控制，采集

的数据（波形）要以图形的方式实时显示在计算机屏幕上。屏幕显示参考下图：

屏幕显示参考以上图形，也可以自行设计界面风格，通过按钮（或下拉菜单）选择要

产生的波形，点击“开始”后开始产生波形，并进行数据采集，采集到的数据按照图形坐标显示在计算机屏幕上，点击“停止”后立刻停止输出，重新选择波形后，再次点击“开始”即显示新的波形。

2．发挥部分

（1）增加频率调节功能。使输出到屏幕上的波形随频率值变化。

（2）增加PWM 信号，占空比可调。缺省为50%。

（3）增加一路信号采集，旋钮电位器的输出端接到ADC0809 的IN1，地址信号ADDA、ADDB、ADDC 分别接K0,K1,K2 开关，波动开关状态为000 或001，分别选择0 通道或1 信号输出到计算机屏幕上显示。

四、设计思路

微机利用软件编程，通过DAC0832 数模转换输出端口OUT2 输出0~5V 的连续模拟电

压（波形），然后将此模拟电压作为ADC0809 模数转换的一路输入信号接到IN0 端口，地址信号ADDA、ADDB、ADDC 分别接K0,K1,K2 开关，选择0 通道（000），输出的八位数字信号可以连接到8255 的PA 口，控制信号接PB 口和PC 口，通过采集程序实时读取采集到得数据，并输入到微机，最后在计算机屏幕上以图形方式显示出来。

注意事项：D/AC0832 和A/DC0809 的采样频率应小于640KHz。

五、操作步骤

1．提交设计方案

包括：控制功能实现方案，编程语言，硬件设计方案及硬件连线图，硬件支持环境

和软件支持的环境要求。

2．方案审核

系统设计方案经过指导老师审核后，方可以实施操作。

3．硬件系统实现

按照硬件设计方案及硬件连线图连线，经过指导老师认可后，加、电并观察是否正

确。如果发现异常，立刻关掉电源，查明原因，解决问题后，再加电观察。

4．按照功能要求编程，运行，调试

六、撰写课程设计报告及其内容

1. 应用系统设计方案

2. 系统测试结果

3. 课课程设计中遇到的问题及解决办法

4. 写出体会与建议

七、课程设计实验环境：

1. 硬件配置：

微机一台（Pentium 4）

微机接口技术实验箱一个

ISA – PCI 转接卡一块

连接电缆一条

万用表一块

微机接口技术实验讲义一本

导线、剥线钳等

2. 软件环境：

Windows XP 平台

Visual C++ 6.0 编译器

八、应用系统设计方案

1.主程序

#include "stdafx.h"

#include "Funciton Producer.h"

#include "Funciton ProducerDlg.h"

#include "PCI9052Dll.h"

#include

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#undef THIS_FILE

static char THIS_FILE[] = __FILE__;

#endif

#define PI 3.141592654

int style=-1;//选择的波形类型

int x=70,y=480,a=0;

int range=1;

int stb=0;

double rate=0.5;

double frequence=1;

int re=1;

int timeq=20;

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CAboutDlg dialog used for App About

class CAboutDlg : public CDialog

{

public:

CAboutDlg();

// Dialog Data

//{{AFX_DATA(CAboutDlg)

enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };

//}}AFX_DATA

// ClassWizard generated virtual function overrides

//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)

protected:

virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL

// Implementation

protected:

//{{AFX_MSG(CAboutDlg)

//}}AFX_MSG

DECLARE_MESSAGE_MAP()

};

CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)

{

//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)

//}}AFX_DATA_INIT

}

void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)

//}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)

// No message handlers

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CFuncitonProducerDlg dialog

CFuncitonProducerDlg::CFuncitonProducerDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CFuncitonProducerDlg::IDD, pParent)

{

//{{AFX_DATA_INIT(CFuncitonProducerDlg)

//}}AFX_DATA_INIT

// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);

}

void CFuncitonProducerDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(CFuncitonProducerDlg)

DDX_Control(pDX, IDC_COMBO1, m_style);

DDX_Control(pDX, IDC_EDIT_RATE, m_rate);

DDX_Control(pDX, IDC_EDIT_RANGE, m_range);

DDX_Control(pDX, IDC_EDIT_FREQUENCE, m_frequence);

//}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CFuncitonProducerDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CFuncitonProducerDlg)

ON_WM_SYSCOMMAND()

ON_WM_PAINT()

ON_WM_QUERYDRAGICON()

ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON_START, OnStart)

ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON_STOP, OnStop)

ON_WM_TIMER()

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CFuncitonProducerDlg message handlers

BOOL CFuncitonProducerDlg::OnInitDialog()

{

CDialog::OnInitDialog();

// Add "About..." menu item to system menu.

// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.

ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);

ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);

if (pSysMenu != NULL)

{

CString strAboutMenu;

strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);

if (!strAboutMenu.IsEmpty())

{

pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);

pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);

}

}

// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically // when the application's main window is not a dialog

SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon

SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon

// TODO: Add extra initialization here

m_range.SetWindowText("1");

m_rate.SetWindowText("0.5");

m_frequence.SetWindowText("1");

m_style.SetWindowText("请选择波形");

return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control

}

void CFuncitonProducerDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)

{

if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)

{

CAboutDlg dlgAbout;

dlgAbout.DoModal();

}

else

{

CDialog::OnSysCommand(nID, lParam);

}

}

// If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below // to draw the icon. For MFC applications using the document/view model, // this is automatically done for you by the framework.

void CFuncitonProducerDlg::OnPaint()

{

if (IsIconic())

{

CPaintDC dc(this); // device context for painting

SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);

// Center icon in client rectangle

int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);

int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);

CRect rect;

GetClientRect(&rect);

int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;

int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;

// Draw the icon

dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);

}

else

{

CDialog::OnPaint();

}

//画x轴

CClientDC initdc(this);

initdc.MoveTo(70,480);

initdc.LineTo(70,310);

initdc.LineTo(65,315);

initdc.MoveTo(70,310);

initdc.LineTo(75,315);

//画y轴

initdc.MoveTo(70,480);

initdc.LineTo(750,480);

initdc.LineTo(745,475);

initdc.MoveTo(750,480);

initdc.LineTo(745,485);

//标注y轴

for(int i=1;i<=5;i++)

{

initdc.MoveTo(70,480-30*i);

initdc.LineTo(75,480-30*i);

}

//标注x轴

for(i=1;i<=10;i++)

{

initdc.MoveTo(70+60*i,480);

initdc.LineTo(70+60*i,475);

}

}

// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window.

HCURSOR CFuncitonProducerDlg::OnQueryDragIcon()

{

return (HCURSOR) m_hIcon;

}

void CFuncitonProducerDlg::OnStart()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

Invalidate();

OnPaint();

char str[25];

style=m_style.GetCurSel();

m_range.GetWindowText(str,25);

if(atoi(str)>3 || atoi(str)<1)

{

MessageBox("请重新输入幅度值！范围1~3","错误",MB_ICONEXCLAMATION);

m_range.SetSel(0,-1);

m_range.ReplaceSel("");

m_range.SetWindowText("1");

}

else

range=atoi(str);

if(style==0)

{

m_rate.GetWindowText(str,25);

if(atof(str)>=1 || atof(str)<=0)

{

MessageBox("请重新输入占空比！范围0,1","错误",MB_ICONEXCLAMATION);

m_rate.SetSel(0,-1);

m_rate.ReplaceSel("");

m_rate.SetWindowText("0.5");

}

else

rate=atof(str);

}

m_frequence.GetWindowText(str,25);

if(atof(str)>2 || atof(str)<0.5)

{

MessageBox("请重新输入频率！范围0.5~2","错误",MB_ICONEXCLAMATION);

m_frequence.SetSel(0,-1);

m_frequence.ReplaceSel("");

m_frequence.SetWindowText("1");

}

else

frequence=atof(str);

// if(!strcmp(str,"方波")) style=0;

if(-1==style)

{

MessageBox("请选择波形！","错误",MB_ICONEXCLAMATION);

}

else if(0==style)

{

SetTimer(1,timeq,0);

x=70,y=480,a=0;

}

else if(1==style)

{

SetTimer(2,timeq,0);

x=70,y=480,a=0;

}

else if(2==style)

{

SetTimer(3,timeq,0);

x=70,y=480;

}

else

{

SetTimer(4,timeq,0);

x=70;

}

}

void CFuncitonProducerDlg::OnStop()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

if(0==style)

{

KillTimer(1);

}

else if(1==style)

{

KillTimer(2);

}

else if(2==style)

{

KillTimer(3);

}

else

{

KillTimer(4);

}

}

void CFuncitonProducerDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)

{

// TODO: Add your message handler code here and/or call default int t;

switch(nIDEvent)

{

case 1:

{

CClientDC idc(this);

idc.MoveTo(x,y);

t=a%(int)(120/frequence);

if(t==0||t==rate*120/frequence)

{

if(y==480)

y=480-range*30;

else

y=480;

idc.LineTo(x,y);

}

else

{

CPoint pp;

pp.x=x;

// pp.y=y;

pp.y=DA_AD((unsigned char)(y-390))+390;

idc.SetPixel(pp,RGB(0,255,0));

}

x++;

a++;

};break;

case 2:

{

CClientDC idc(this);

idc.MoveTo(x,y);

if(a%60==0)

{

y=480;

idc.LineTo(x,y);

}

else

{

CPoint pp;

pp.x=x;

pp.y=DA_AD((unsigned char)(y-390))+390;

idc.SetPixel(pp,RGB(0,255,0));

}

x+=(int)(2.0/frequence);

y-=range;

a+=2;

};break;

case 3:

{

CClientDC idc(this);

CPoint pp;

pp.x=x;

// pp.y=y;

pp.y=DA_AD((unsigned char)(y-300))+300;

idc.SetPixel(pp,RGB(0,255,0));

y=(int)(-sin((x-10)*PI/30.0*frequence)*30*range+420);

x+=1;

};break;

case 4:

{

CClientDC idc(this);

CPoint pp;

pp.x=x;

pp.y=-DA_AD(25)+500;

idc.SetPixel(pp,RGB(0,255,0));

x+=1;

};break;

}

CDialog::OnTimer(nIDEvent);

}

unsigned char CFuncitonProducerDlg::DA_AD(unsigned char tochange) {

static unsigned short BASE_ADDR, P_ADDR, DA_ADDR;

static unsigned char data, Idata;

OpenDevice();

GetIoBase(&BASE_ADDR);

P_ADDR = BASE_ADDR + 0x08; //8255基地址,0b000010**

DA_ADDR = BASE_ADDR ; //0832基地址,0b000001**

//8255初始化

data = 0x8B; // 都是方式0，A口输出，B、C口输入

OutByte(P_ADDR+3, data); //写8255方式寄存器

data = 0x00; // PC_0 清零，C口第一位清零

OutByte(P_ADDR+3, data);

data = tochange;

OutByte(DA_ADDR, data); //进行DA转换

//PA_2--PA_0 : ALE, START, EN

data = 2; //data = 0b0010,准备

OutByte(P_ADDR, data);

data = 6; //data = 0b0110,锁存选路

OutByte(P_ADDR, data);

data = 4; //data = 0b0100,开始AD转换

OutByte(P_ADDR, data);

//return tochange;

//PC_0 : EOC,为高表示数据转换成功

for(;;)

{

InByte(P_ADDR+2, &Idata);

Idata &= 1;

if(Idata == 1)

break;

}

data = 5; //data = 0b0101,开始读准备，输出到8255的B口OutByte(P_ADDR, data);

InByte(P_ADDR+1, &Idata);

CloseDevice();

return Idata;

}

2.硬件连接图

3.流程图

4.系统测试结果

九、课程设计中遇到的问题及解决办法

1.在线路连接好之后，程序运行却没有波形形成，多次检查后更换了一台试验箱，运行后出现了波形。

2.波形形成后，波形不流畅呈现点状，后缩小画点的像素间距，运行后有了流畅的波形。

十、心得体会与建议

此次课程设计让我学到了很多，动手能力的不足是我们这次课设遇到的最大困难，经过大家的协作，互相取长补短不懈努力之下，还是成功的完成了实验目标，虽然还有许多不尽人意的地方以及需要改进的问题，这更对我们产生了深刻的教育，在今后的学习生活中不断加强动手能力的训练与实践。