C51单片机的波形发生器
单片机波形发生器频率调节
单片机波形发生器频率调节
单片机波形发生器是一种能够生成各种波形（如方波、三角波、锯齿波、正弦波等）的设备，其频率调节通常通过软件编程实现。
以下是一个基于单片机波形发生器的频率调节的基本过程：
1. 初始化单片机：首先，需要对单片机进行初始化，包括设置时钟、I/O端口、中断等。
2. 编写波形生成程序：根据需要生成的波形类型，编写相应的程序。
例如，生成正弦波需要计算每个采样点的正弦值，生成方波则需要在一个周期内输出高低电平。
3. 频率计算：根据所要生成的波形的频率，计算出每个周期内需要多少个时钟周期，以及每个时钟周期内需要多长时间。
4. 定时器设置：在单片机中设置一个定时器，用于定时产生中断，从而控制波形的输出。
定时器的时钟源可以是系统时钟、外部时钟或者定时器自身产生的时钟。
5. 中断服务程序：当定时器达到预设的计数值时，将产生中断。
在中断服务程序中，根据波形生成程序的指令，改变输出波形的电平状态。
6. 输出波形：通过单片机的I/O端口，输出波形信号。
如果需要，可以通过DAC（数字模拟转换器）将数字信号转换为模拟信号。
7. 频率调节：通过改变定时器的计数值或者波形生成程序的参数，可以实现波频率的调节。
例如，增加计数器的值将降低输出频率，减少计数器的值则提高输出频率。
8. 测试与校准：对生成的波形进行测试，确保其频率和形状符合要求。
如有必要，进行校准。
在实际应用中，可能还需要考虑波形的非线性失真、噪声、电源波动等因素，这些因素都可能影响波形的质量。
因此，频率调节不仅仅是简单的数字操作，还需要结合实际的硬件特性进行细致的调整。
基于51单片机的波形发生器的设计讲解
目录1 引言 (1)1.1 题目要求及分析 (1)1.1.1 示意图 (1)1.2 设计要求 (1)2 波形发生器系统设计方案 (2)2.1 方案的设计思路 (2)2.2 设计框图及系统介绍 (2)2.3 选择合适的设计方案 (2)3 主要硬件电路及器件介绍 (4)3.1 80C51单片机 (4)3.2 DAC0832 (5)3.3 数码显示管 (6)4 系统的硬件设计 (8)4.1 硬件原理框图 (8)4.2 89C51系统设计 (8)4.3 时钟电路 (9)4.4 复位电路 (9)4.5 键盘接口电路 (10)4.7 数模转换器 (11)5 系统软件设计 (12)5.1 流程图： (12)5.2 产生波形图 (12)5.2.1 正弦波 (12)5.2.2 三角波 (13)5.2.3 方波 (14)6 结论 (16)主要参考文献 (17)致谢....................................................... 错误!未定义书签。
1引言1.1题目要求及分析题目：基于51单片机的波形发生器设计，即由51单片机控制产生正弦波、方波、三角波等的多种波形。
1.1.1示意图图1：系统流程示意图1.2设计要求(1) 系统具有产生正弦波、三角波、方波三种周期性波形的功能。
(2) 用键盘控制上述三种波形（同周期）的生成，以及由基波和它的谐波（5次以下）线性组合的波形。
(3) 系统具有存储波形功能。
(4) 系统输出波形的频率范围为1Hz～1MHz，重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz，非正弦波的频率按照10次谐波来计算。
(5) 系统输出波形幅度范围0～5V。
(6) 系统具有显示输出波形的类型、重复频率和幅度的功能。
2波形发生器系统设计方案设计并制作一个波形信号发生器，能够产生正弦波、方波、三角波的波形，其中不使用DDS和一些专用的波形产生芯片。
并让系统的频率范围在1Hz～1MHZ可调节，在频率范围在1HZ～10KHz时，步进小于或等于10Hz，在频率范围在10KHz～1MHz时，步进小于或等于100Hz，并且电压在0～5V范围，能够实时的显示波形的类型、频率和幅值。
单片机的三角波信号发生器设计
单⽚机的三⾓波信号发⽣器设计基于51单⽚机的三⾓波信号发⽣器设计【内容摘要】单⽚机是⼀种集成在电路芯⽚，是采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O⼝和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的计算机系统。
单⽚机我感觉很重要，现在⾃动控制在各个领域被⼴泛应⽤，这少不了单⽚机的功劳。
⽬前使⽤的信号发⽣器是函数信号发⽣器，且特殊波形发⽣器的价格昂贵。
所以使⽤我设计单⽚机构成的发⽣器，可产⽣三⾓波、⽅波、正弦波等多种特殊形和任意波，波形的频率可以⽤程序控制、在单⽚机上外围器件距阵式键盘，通过其控制波形并选择，并⽤显⽰器显⽰频率⼤⼩。
在单⽚机的输出端⼝进⾏转换，再通过运放进⾏波形调整，最后输出波在⽰波器上显⽰。
本设计性能优越、价格低廉、结构紧凑、线路简单，希望能在以后产品上能⼴泛的应⽤。
【关键词】单⽚机三⾓波信号发⽣器性能优越⽬录：第⼀章绪论1.1课题背景……………………………………….3--41.2课题意义 (5)第⼆章系统设计2.1三⾓波的产⽣ (6)2.2 设计思路 (7)2.3结构模块划分 (8)第三章硬件电路的设计3.1基本原理………………………………………………………9--103.2 显⽰电路 (11)3.3、D/A电路 (12)第四章软件设计...........................................................................13--16 论⽂总结..............................................................................17--18 参考⽂献 (19)第⼀章绪论1.1课题背景单⽚机诞⽣于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、soc三⼤阶段。
51单片机——增强型PWM，使用自带PWM发生器
51单片机——增强型PWM，使用自带PWM发生器0. 序之前用定时器做了模拟PWM输出，得到的1k左右波形还行，到10k往上波形就特别难看，又是跳变又是长短不一。
后来在参考手册上面看到stc15w4k系列自带pwm波形发生器，于是整了好久写出来了。
今天因为业务需求要改代码，回头一看，好家伙，都不知道自己写的啥了。
看了一会儿想起来，于是有了此文。
1. 简介如图，如下介绍，他直接把PWM输出到IO口上面，我使用的是这两个，于是就用了PWM3和PWM2_2两个。
2. 分析占坑，今天还要重构代码，改很多东西，暂时不分析了（2021.6.2）。
3. 代码代码比较简单，我是照着这个写的，XDM自己去瞅瞅啊，我当时看了一早上才看明白。
1.#include <STC15.H> //52头文件2.#include <PWM.H>3.4.u8 Tcount=0; //一个PWM周期内的：周期计数，占空比，方向5.sbit PWM = P2^1;//PWM4口6.sbit PWM2 = P2^7; //PWM2口7.sbit NPWM1 =P5^4; //关闭PWM异常口8.sbit NPWM2 =P5^4; //关闭PWM异常口9.void setPWMWide(u8 Wide); //设置脉宽10.11.#define CYCLE 0x800L//5khz //定义PWM周期(最大值为32767)12.#define DUTY1 20 //定义占空比为20%13.#define DUTY2 30 //定义占空比为30%14.#define DUTY3 50 //定义占空比为50%15.16.//主函数17.void InitPWM()18.{19.InterruptInit();//初始化中断配置20.}21.22.void setPWMWide(u8 Wide)23.{24.P_SW2 |= 0x80; //使能访问XSFR25.PWMIF=0x00;26.PWMFDCR = 0x00; //关闭PWM异常检测，P5.4和P5.5在IIC中使用，如果不关闭会一直进入异常导致无法设置PWM占空比27.PWMCFG = 0x00; //配置PWM的输出初始电平为低电平28.PWMCKS = 0x00; //选择PWM的时钟为Fosc/(0+1)29.PWMC = CYCLE; //设置PWM周期30.31.//板子PWM4 芯片PWM2_2 P2.732.// PWM2T1 = 0x0000; //设置PWM2第1次反转的PWM计数33.// PWM2T2 = CYCLE * DUTY / 100; //设置PWM2第2次反转的PWM计数34.PWM2T1 = 0x0000; //设置PWM2第1次反转的PWM计数35.PWM2T2 = CYCLE * (Wide) / 100; //设置PWM2第2次反转的PWM计数36.PWM2CR |= 0x08; //选择PWM2输出到P2.7,不使能PWM2中断37.38.PWM3T1 = 0x0000; //设置PWM2第1次反转的PWM计数39.PWM3T2 = CYCLE * (Wide) / 100; //设置PWM2第2次反转的PWM计数40.//占空比为(PWM2T2-PWM2T1)/PWMC41.PWM3CR = 0; //选择PWM2输出到P2.142.43.//使能44.PWMCR = 0x03; //使能PWM信号输出45.PWMCR |= 0x80; //使能PWM模块46.P_SW2 &= ~0x80;47.48.}49.50.void SetPWM(u8 level) //设置风扇等级 1 2 3 4是自动不用管风速51.{52.// PutChar(speedFlag);53.if(level==1) //1是9.8k54.{55.setPWMWide(DUTY1);56.}57.else if(level==2)58.{59.setPWMWide(DUTY2);60.}61.else if(level==3)62.{63.setPWMWide(DUTY3);64.}65.66.}67.68.69.//中断初始化配置70.void InterruptInit()71.{72.73.P2M1 &= 0<<1; //PWM4 P2.1 设置推挽74.P2M0 |= 1<<1;75.P2M1 &= 0<<7; //PWM4 P2.7 设置推挽76.P2M0 |= 1<<7;77.78.PWM=0;79.PWM2=0;80.81.P_SW2 |= 0x80; //使能访问XSFR82.PWMIF=0x00;83.PWMFDCR = 0x00; //关闭PWM异常检测，P5.4和P5.5在IIC中使用，如果不关闭会一直进入异常导致无法设置PWM占空比84.PWMCFG = 0x00; //配置PWM的输出初始电平为低电平85.PWMCKS = 0x00; //选择PWM的时钟为Fosc/(0+1)86.PWMC = CYCLE; //设置PWM周期87.88.//板子PWM4 芯片PWM2_2 P2.789.PWM2T1 = 0x0000; //设置PWM2第1次反转的PWM计数90.PWM2T2 = CYCLE * DUTY1 / 100; //设置PWM2第2次反转的PWM计数91.//占空比为(PWM2T2-PWM2T1)/PWMC92.PWM2CR |= 0x08; //选择PWM2输出到P2.7,不使能PWM2中断93.94.//板子PWM2 芯片PWM3 P2.195.PWM3T1 = 0x0000; //设置PWM2第1次反转的PWM计数96.PWM3T2 = CYCLE * DUTY1 / 100; //设置PWM2第2次反转的PWM计数97.//占空比为(PWM2T2-PWM2T1)/PWMC98.PWM3CR = 0; //选择PWM2输出到P2.199.100.//使能101.PWMCR = 0x03; //使能PWM信号输出102.PWMCR |= 0x80; //使能PWM模块103.P_SW2 &= ~0x80;104.105.}。
单片机波形发生器
前言波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。
函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。
在 70 年代前，信号发生器主要有两类：正弦波和脉冲波，而函数发生器介于两类之间，能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形，产生其它波形时，需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。
这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形，则电路结构非常复杂。
同时，主要表现为两个突出问题，一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节，因此很难将频率调到某一固定值；二是脉冲的占空比不可调节。
在 70 年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D/和 D/A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形。
这时期的波形发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对 DAC的程序控制，就可以得到各种简单波形。
90 年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是HP公司推出了型号为 HP770S的信号模拟装置系统，它由 HP8770A任意波形数字化和HP1776A波形发生软件组成。
HP8770A实际上也只能产生8 中波形，而且价格昂贵。
不久以后，Analogic公司推出了型号为 Data-2020的多波形合成器，Lecroy 公司生产的型号为9100 的任意波形发生器等。
到了二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过GHz 的DDS 芯片，同时也推动了函数波形发生器的发展，2003 年，Agilent的产品 33220A能够产生17种波形，最高频率可达到 20M，2005 年的产品N6030A 能够产生高达 500MHz的频率，采样的频率可达 1.25GHz。
单片机课程设计———波形发生器
课程设计任务书题目波形发生器专业、班级学号姓名主要内容：设计一个产生各种波形的波形发生器基本要求：利用单片机P1.0引脚输出频率范围1Hz – 1000Hz的正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波，并用示波器观察。
目录一、设计目的及意义 ........................................................................... - 3 -1.1设计目的 (3)1.2设计意义 (3)二、方案论证 ....................................................................................... - 3 -2.1设计要求 (3)2.2方案论证 (4)三、硬件电路设计 ............................................................................... - 4 -3.1设计思路、元件选型 (4)3.2原理图 (5)3.3主要芯片介绍 (5)3.4硬件连线图 (8)四、软件设计 ....................................................................................... - 9 -4.1锯齿波的产生过程 (10)4.2梯形波的产生过程 (11)4.3三角波的产生过程 (13)4.4方波的产生过程 (14)4.5正弦波的产生过程 (15)五、调试与仿真 ................................................................................. - 16 -六、总结.............................................................................................. - 19 -七、参考文献： ................................................................................. - 19 -一、设计目的及意义1.1设计目的（1）利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
基于51单片机的波形发生器设计报告
基于51单片机的波形发生器设计报告波形发生器是一种电子设备，用于产生各种不同类型和频率的电信号波形。
基于51单片机的波形发生器设计是一种常用的工程设计。
下面是一个关于基于51单片机的波形发生器设计的报告，详细介绍了设计的原理、步骤、电路、程序和性能。
一、设计原理：二、设计步骤：1.确定波形发生器的输出频率范围和分辨率要求。
2.选择适当的定时器/计数器模块来实现频率的计时和控制。
3.设计电路，包括定时器/计数器模块、晶振、滤波电路和输出接口等。
4.编写程序，配置定时器/计数器模块的工作模式、计数值和中断服务程序。
5.调试和测试电路和程序，确保波形发生器正常工作并满足设计要求。
三、电路设计：1.定时器/计数器模块：选择一个合适的定时器/计数器模块，如51单片机的定时器/计数器T0或T1、根据设计要求，设置工作模式、计数器模式和计数值。
2.晶振：选择适当的晶振频率，一般为11.0592MHz，将晶振连接到单片机的晶振引脚。
3.滤波电路：根据需要，设计一个滤波电路来滤除不需要的高频噪声和杂散信号。
4.输出接口：设计一个输出接口电路来连接单片机和外部电路，使用电平转换电路将单片机的低电平（0V）输出转换为所需的电平电压。
四、程序设计：1.配置定时器/计数器模块的工作模式和计数值，设置中断服务程序。
2.在中断服务程序中，根据设计要求生成矩形波信号，并将信号输出到输出端口。
3.在主程序中，初始化单片机和定时器/计数器模块，使波形发生器开始工作。
4.在主循环中，可以设置按键输入来改变输出频率，通过调整计数值来实现不同的频率输出。
五、性能评估：1.输出频率范围：根据设计要求，测试波形发生器的最低和最高输出频率是否在设计范围内。
2.分辨率：对于指定频率范围，测试波形发生器的输出频率的分辨率，即最小可调节的频率。
3.稳定性：测试波形发生器的输出信号的稳定性和准确度，是否有漂移和偏差。
4.噪声：测试波形发生器的输出信号是否有杂散噪声和幅度波动。
函数波形发生器实训报告
一、实训背景函数波形发生器是一种能够产生正弦波、方波、三角波等多种周期性波形的电子设备。
在现代电子技术中，波形发生器被广泛应用于通信、信号处理、自动控制等领域。
本实训旨在通过设计和实现一个基于51单片机的函数波形发生器，提高学生对单片机应用系统的设计与实现能力。
二、实训目标1. 掌握51单片机的基本原理和编程方法；2. 了解DAC0832数字模拟转换器的工作原理；3. 学会使用LM324运算放大器进行信号处理；4. 设计并实现一个能够产生正弦波、方波、三角波等多种周期性波形的函数波形发生器。
三、实训内容1. 硬件设计（1）51单片机：作为主控单元，负责控制整个系统的运行。
（2）DAC0832：将51单片机输出的数字信号转换为模拟信号。
（3）LM324运算放大器：对模拟信号进行放大、滤波等处理。
（4）电阻、电容、二极管等元件：构成滤波电路、限幅电路等。
2. 软件设计（1）正弦波发生器：采用查表法实现，将正弦波数据存储在单片机的存储器中，通过定时器产生中断，不断读取数据，经DAC0832输出。
（2）方波发生器：采用比较法实现，通过改变比较器的阈值，使输出波形在0和5V之间切换。
（3）三角波发生器：采用积分法实现，通过不断改变积分器的输入电压，使输出波形在0和5V之间变化。
3. 系统集成与调试将硬件电路连接完毕后，进行软件编程。
在编程过程中，不断调试，确保各个模块能够正常工作。
最后，将各个模块集成在一起，形成一个完整的函数波形发生器。
四、实训过程1. 硬件电路搭建（1）按照设计方案，连接51单片机、DAC0832、LM324运算放大器等元件。
（2）搭建滤波电路、限幅电路等。
2. 软件编程（1）编写正弦波发生器程序，实现正弦波输出。
（2）编写方波发生器程序，实现方波输出。
（3）编写三角波发生器程序，实现三角波输出。
3. 系统调试（1）检查各个模块是否正常工作。
（2）调整参数，使输出波形满足要求。
（3）测试不同频率、幅度下的波形输出。
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通信专业技能实训报告题目基于Proteus的波形发生器设计学院信息科学与工程学院专业通信工程班级学生学号指导教师魏长智二〇一九年一月五日济南大学通信专业技能实训报告目录1 前言 ...................................................................................................................... - 1 -2 硬件设计 .............................................................................................................. - 2 -2.1 启动方式选择 ........................................................................................... - 2 -2.2 框图设计 ................................................................................................... - 2 -2.3 电路图设计 ............................................................................................... - 3 -3 DAC0832性能与特征........................................................................................ -4 -3.1 D/A转换器与单片机接口探究 .............................................................. - 4 -3.1.1 数据线连接 .................................................................................... - 4 -3.1.2 地址线连接 .................................................................................... - 4 -3.1.3 控制线连接 .................................................................................... - 4 -3.2 DAC0832的认识..................................................................................... - 5 -3.2.1 DAC0832的结构.......................................................................... - 5 -3.2.2 DAC0832的引脚.......................................................................... - 6 -3.2.3 DAC0832的启动控制方式.......................................................... - 7 -4 程序设计 .............................................................................................................. - 8 -4.1 程序流程图 ............................................................................................... - 8 -4.1.1 程序设计思路 ................................................................................ - 8 -4.1.2流程图 .............................................................................................. - 8 -4.2 用C语言实现 .......................................................................................... - 10 -5 Proteus仿真及结果 .......................................................................................... - 13 -5.1方波： ....................................................................................................... - 13 -5.2正弦波： ................................................................................................... - 14 -5.3三角波： ................................................................................................... - 15 -5.4梯形波： ................................................................................................... - 16 -5.5锯齿波： ................................................................................................... - 17 -实训结语： ............................................................................................................ - 18 -参考文献 ................................................................................................................ - 19 -1 前言波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。
作为一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析，可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
本设计主要运用AT89C51单片机为核心硬件，对直流电动机进行速度控制。
并且辅助以硬件部分的驱动、复位、LED显示等电路，软件部分对AT89C51进行模块化程序的输入，通过按钮控制，实现对直流电动机的正转、反转、加速、减速和停止等控制功能。
同时利用DAC0823转换成模拟信号输出，由LED与电动机转速显示控制效果。
利用AT89C51芯片进行低成本直流电动机控制系统设计，简化系统构成、提高系统性能，满足了生产要求。
2 硬件设计2.1 启动方式选择因为本设计要求设计一个波形发生器，要求能产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波，而且由按键控制输出的波形。
故各个波形输出并非同步输出，而是由按键控制，单个输出，并且本例只需要一个DAC，如果选择双缓冲方式就会加大不必要的难度；直通方式不能有效的控制DAC转换，转换时可能会出现数据流失。
故选择单缓冲启动控制方式来驱动DAC0832。
2.2 框图设计根据2.1节的判断，选择AT89c51单片机作控制，实现电路框如下：图2.1 硬件设计框图2.3 电路图设计根据以上框图，选择+12V的基准电压，选择一级集成运放作放大电路，连接A/D 转换电路图如下：图2.2 单片机与DAC的连接方式3 DAC0832性能与特征3.1 D/A转换器与单片机接口探究D/A转换器与单片机接口具有软硬相依性。
在连接过程中要考虑到数据线、地址线、控制线的连接。
3.1.1 数据线连接D/A转换器与单片机接口要考虑到两个问题：一个是位数，当高于8位的D/A 转换器与8位数据总线的51单片机接口时，51单片机的数据必须分时输出，这时就必须考虑数据分时传送的格式和输出电压“毛刺”问题；二是D/A转化器的内部结构，当D/A转换器的内部结构没有输入锁存器时，必须在单片机与D/A转换器之间增设锁存器或者I/O口。
最常用的是8位带锁存端的D/A转换器与8位单片机的接口，这时只需要将单片机的数据总线和D/A转换器的8位数据输入端一一对应即可。
3.1.2 地址线连接一般的D/A转换器只有片选信号，而没有地址线。
这时单片机的地址线采用全译码或者部分译码，经译码器输出控制片选信号，也可以用某一位I/O线来控制片选信号。
也有少数D/A转换器有少量的地址线，用于选中片内独立的寄存器或者选择输出通道，这时单片机执行的地址线与D/A转换器的地址线对应连接。
3.1.3 控制线连接D/A转换器主要有片选信号、写信号、及启动转换信号等，一般由单片机的有关引脚或译码器提供。
一般来说，写信号多由单片机的信号控制；启动信号常常由片选信号与写信号的组合形式（LE1、LE2）形成，当单片机执行一条输出指令时，传送的地址使转换器的片选信号有效。
3.2 DAC0832的认识图3.1 DAC0832的管脚结构3.2.1 DAC0832的结构DAC0832的结构如图1.1所示，主要由控制逻辑电路、输入寄存器、DAC寄存器和D/A转换器构成。