基于单片机的低频信号发生器设计
基于单片机的低频信号发生器设计

[收稿日期]2008207201 [作者简介]徐阳(19842),男,2005年大学毕业,硕士生,现主要从事计算机与嵌入式系统应用和网络安全等方面的研究工作。
基于单片机的低频信号发生器设计 徐 阳,钟宝荣 (长江大学计算机科学学院,湖北荆州434023)[摘要]讨论了以SST89E564单片机为核心的低频信号发生器设计原理和方法,采用单片机外部大容量存储器扩展技术及DAC 接口技术简化了仪器硬件设计,以软件查表方式读取波形信号经离散化处理之后的数据,通过D/A 转换还原成所需要的信号波形,讨论了波形离散化处理方法及数据采样点数与存储容量的关系,给出了硬件电路和软件框图。
[关键词]单片机;DAC 接口;离散化处理;信号发生器[中图分类号]TN91116;TP36811[文献标识码]A [文章编号]167321409(2008)032N071203在工业测量控制系统开发过程中,常常需要采用信号发生器来模拟真实信号源,以达到降低开发成本、提高项目开发效率的目的。
笔者设计了一种以单片机为核心的低频信号发生器,利用单片机的强大控制和计算能力[1],结合DAC 接口技术,产生频率和幅度都可调整的各种信号波形,模拟不同的目标信息[2]。
信号波形的产生通过单片机查表软件实现,提高了仪器工作速度,并且在用作多通道信号发生器时,可以实现十分准确的相移,如双通道间的90°相移,三通道之间的120°相移甚至任意角度的相移,这是过去用常规电子技术不易做到的。
图1 低频信号发生器硬件组成1 低频信号发生器硬件组成及工作过程低频信号发生器的硬件结构框图如图1所示。
单片机SST89E564为仪器核心,它片内集成了64K 字节具有“在系统编程(ISP )”功能的FL ASH存储器,用于存放程序代码。
考虑到波形数据点数与存储器容量成正比的关系,为了精确复现模拟信号波形,仪器应具有足够大的存储器容量来保存波形数据,为此在单片机外部扩展了2M 字节的数据存储器。
低频信号发生器.

郑州铁路职业技术学院毕业论文论文题目:基于单片机的低频信号发生器的设计作者姓名:佘振威班级学号:070453020系部:信息工程系专业:电子信息工程技术指导教师:曹冰2010年5月18日摘要以单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、方波、三角波及其他任意波形。
波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
介绍了单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程、DAC0832 D/A转换器的原理和使用方法、AT89C52以及与设计电路有关的各种芯片、关于产生不同低频信号的信号源的设计方案。
该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:低频信号发生器;单片机;D/A转换;任意波形。
目录摘要 (2)引言 (4)1、工作原理 (5)2、硬件电路设计 (7)2.1 AT89C52单片机简介 (7)2.2 D/A转换器 (8)2. 3与AT89C52单片机的接口 (8)2. 4键盘控制和显示电路 (9)3、软件设计 (10)3. 1初始化模块设计 (10)3. 2键盘扫描程序的设计 (10)3. 3波形产生模块的设计 (11)结束语 (13)致谢 (14)参考文献 (15)引言波形发生器亦称函数信号发生器,作为实验用信号源,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搭接而成,且波形种类有限,多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。
如555振荡电路便是产生正弦波、三角波和方波可取的途径之一。
但是这种电路存在波形质量差、控制难、可调范围小、电路复杂和体积大等缺点。
利用单片机通过程序设计方法来产生低频信号,其频率底线很低,具有线路相对简单、结构紧凑、体积小、价格低廉、频率稳定度高、抗干扰能力强、用途广泛等优点。
基于51单片机的低频信号发生器(C语言).

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第一章 绪论
1.1 选题背景及其意义
信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种 波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如方波、锯齿波、三角 波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、电视系统,在工业、农业、 生物医学领域内,函数信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。
第三章 主要电路元器件介绍----------------------------------5
3.1 AT89C51 单片机简介-------------------------------------------------------5 3.1.1 单片机简介--------------------------------------------------------5 3.1.2 主要特性----------------------------------------------------------5 3.1.3 管脚功能说明------------------------------------------------------5 3.2 DAC0809-----------------------------------------------------------------6 3.2.1 工作原理----------------------------------------------------------6 3.2.2 DAC0832的主要特性参数----------------------------------------7 3.2.3 DAC0832 引脚功能简介------------------------------------------8 3.3 数码显示管--------------------------------------------------------------8 3.3.1 原理及分类---------------------------------------------------------8 3.3.2 显示器的工作方式---------------------------------------------------8 3.3.3 显示管字型码-------------------------------------------------------9
论文基于AT89C51单片机的数字式低频信号发生器

内容摘要:本系统是基于A T89C51单片机的数字式低频信号发生器。
运用A T89C51单片机作为控制的中心,外围运用D AC0832、LM324、按键和8位数码管等。
通过按键来控制的话可以产生方波、三角波、正弦波等,同时通过数码管来指示对应的频率。
这个设计简洁、性能很好,可以用于很多种需要低频率信号的地方,具有很多的实用性质。
各式各样的信号是通信行业的重要组成部分,在这里面正弦波、三角波和方波等就是比较常见的信号。
在很多的科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。
为了研究和实验方便,研制一种可以灵活的使用,功能相对比较齐全、使用起来简单方便的信号源是非常有必要的。
这篇文章主要介绍的是运用AT89C51单片机和DAC0832产生我们需要的不同的低频信号源,这个信号频率和幅度都是我们可以按要求控制的。
文中简介了DAC0832转换器的结构原理和使用的方法,还有A T89C51的基础理论,与设计电路的时候相关的各种芯片。
本文着重介绍了如何使用单片机控制D/A转换器来产生相关信号的硬件电路和软件系统。
信号的频率和幅度也是要按要求可以调节。
该信号源的特点是:体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。
关键词:AT89C51 DAC0832 LM324 8位数码管显示目录前言 (1)1 波形发生器的概述 (1)1.1 波形发生器的发展状况 (1)1.2 国内外波形发生器产品比较 (2)2 方案论证与比较 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (3)2.3 方案三 (4)3 硬件原理 (5)3.1 MCS-51单片机的内部结构 (5)3.1.1 内部结构概述 (5)3.1.2 CPU结构 (6)3.1.3 存储器和特殊功能寄存器 (7)3.2 P0-P3口结构 (7)3.3 时钟电路和复位电路 (8)3.3.1 时钟电路 (8)3.3.2 单片机的复位状态 (9)3.4 DAC0832的引脚及功能 (10)4 软件原理 (10)4.1 主流程图 (10)4.2 锯齿波仿真图 (11)4.3 三角波仿真图 (13)4.4 方波仿真图 (14)4.5 正弦波仿真图 (16)总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)波形发生器设计前言波形发生器也被称为函数发生器,作为实验的信号源,是当今世界各种电子电路实验设计中不可或缺的仪器之一。
基于单片机的低频信号发生器设计

基于单片机的低频信号发生器设计任小青;王晓娟;田芳【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(37)16【摘要】The design approach and working principle of a low-frequency signal generator based on AT89C51 are intro-duced. The hardware design was simplified by using external memory extended with SCM and DAC interface technology. The wave code after discretization processing of waveform signal is read out though a waveform selection circuit,and reverted to the needed waveform by the D/A converter. The output signal frequency is adjusted by changing the wave code output speed of the memory. The amplitude is adjusted by changing the magnification of the amplifier. The waveform discretization processing method, and the relation between data sampling number and storage capacity are discussed. The system structure chart and software flow chart are given.%主要介绍以AT89C51单片机为核心部件的低频信号发生器的设计方法及工作原理。
基于单片机的低频信号发生器的设计毕业论文

基于单片机的低频信号发生器的设计毕业论文燕山大学本科生毕业设计(论文)摘要本文是基于单片机的低频信号发生器的设计。
我所设计的信号发生器是由单片机AT89C51,D/A转换器DAC0832,低频放大器LM324和四位一体数码管实现的。
本系统输出的电压范围是0~5V,频率范围是1~1000Hz,以电压的方式输出正弦波、三角波和方波信号,用数码管显示信号的频率。
可通过键盘选择输出波形和调节频率的大小。
该信号发生器具有操作简便、灵活,性价比高和智能化的特点,可广泛用于电子测量、调试工程中。
本文首先对信号发生器的原理,发展历史进行了较全面的介绍,为本次设计奠定了扎实的基础。
其次,介绍了信号发生器的种类,通过对几种不同低频信号发生器的比较从中确定本次设计方案,并介绍其基本设计原理。
其次,通过学习AT89C51和DAC0832的主要结构和功能,设计了一种以这两个芯片为核心的低频信号发生器。
本次设计主要是通过软件控制整个电路系统,最后通过软件的主程序流程图和子程序流程图介绍本系统软件的工作过程。
关键词信号发生器;单片机AT89C51;D/A转换;低频放大器I燕山大学本科生毕业设计(论文)AbstractThis article is according to the low-frequency signal generator single-chip design. I designed the signal generator is made up with a single-chip microcomputer of AT89C51, D/A converter of DAC0832, low-frequency amplifier of LM324 and four-in-one digital control to achieve. The system can output the electric voltage biggest be worth for the 0-5 V. The frequency is a 1-1000 Hz Of rectangle wave, triangle wave, and sine wave,for third kinds of form signal.,output voltage waveform signal with a digital display signal frequency. The signal generator is simple, flexible, cost-effective and intelligent features, can be widely used in electronic measurement and testing work.This article first introduce signal generating device principle, the historical development has been carrying on the comprehensive introduction, has laid the solid foundation for this design. Secondly, introduced signal generating device's type, through to several kind of different low-frequency signal generator's comparison definite this design proposal, and introduces its important job principle. Thridly, through studies AT89C51 and the DAC0832 primary structure and the function, has designed one kind of these two chips as the core low-frequency signal generator. This design is mainly through the software control entire circuitry, finally introduces this system software work process through software's master routine flow chart and the subroutine flow chart.Keywords The signal occurrence machine;Monolithic machine AT89C51;D/A conversion;low noise amplifierII目录摘要 ........................................................................... .. (I)Abstract ..................................................................... ........................................... II 第1章绪论 ........................................................................... .. (1)1.1 课题背景 ........................................................................... .. (1)1.2 信号发生器的发展历史 (1)1.3 信号发生器发展趋势及现状 ............................................................... 3 1.4 课题主要内容和章节安排 ................................................................... 4 第2章低频信号发生器的设计原理 (6)2.1 信号发生器的种类 ........................................................................... .... 6 2.1.1 按输出信号频率范围分类 ............................................................ 6 2.1.2 按输出波形分类 ............................................................................6 2.1.3 按信号发生器的性能分类 ............................................................ 7 2.2 低频信号发生器的方案设计 ............................................................... 7 2.2.1 方案一 ........................................................................... ................. 7 2.2.2 方案二 ........................................................................... ................. 8 2.2.3 方案三 ........................................................................... ................. 9 2.3 基于AT89C51信号发生器的方案设计及原理 ................................. 9 2.3.1 信号发生器的硬件电路设计方案 ................................................ 9 2.3.2 信号发生器的软件电路设计方案 ............................................... 11 2.4 本章小结 ........................................................................... .................. 12 第3章信号发生器的硬件部分 (13)3.1 主要器件 ........................................................................... .................. 13 3.1.1 单片机芯片AT89C51 (13)3.1.2 数模转换器DAC0832 (16)3.1.3 LM324的结构与功单元电路设计 ........................................................................... .......... 19 3.2.1时钟电路 ........................................................................... ............ 19 3.2.2复位电路 ........................................................................... ............ 20 3.2.3 电源电路 ........................................................................... .. (20)III3.2.4 数码管显示接口电路 (21)3.2.5 键盘接口电路 ........................................................................... .... 22 3.2.6 D/A转换电路 ........................................................................... ..... 23 3.2.7 I/V转换电路 ........................................................................... ...... 24 3.3 本章小结 ........................................................................... ................... 25 第4章信号发生器的软件部分 (26)4.1 主程序流程图 ........................................................................... ........... 26 4.2 子程序流程图 ........................................................................... ........... 27 4.2.1 显示子程序流程图 (27)4.2.2 正弦波产生流程图 (28)4.2.3 方波和三角波产生流程图 ........................................................... 29 4.2.4 中断子程序流程图 (30)4.3.5 键扫描子程序流程本章小结 ........................................................................... ................... 33 结论 ........................................................................... ....................................... 34 参考文献 ........................................................................... ................................. 35 致谢 ........................................................................... ....................................... 57 附录1 ............................................................................ ..................................... 37 附录2 ............................................................................ ..................................... 42 附录3 ............................................................................ ..................................... 46 附录4 ............................................................................ . (56)IV燕山大学本科生毕业设计(论文)第1章绪论1.1 课题背景随着社会科学的进步,电力电子技术的发展,人们对于一些电路分析所需的仪器种类越来越多,同时要求其的精度也越来越高。
基于某AT89C51单片机地数字式简易低频信号发生器

电子设计应用软件训练总结报告一、任务说明:本次课设的任务是基于AT89C51单片机的数字式简易低频信号发生器的设计,要某某现用程序产生方波、正弦波、锯齿波、阶梯波四种信号,并可以键控切换,而且需在Proteus电子设计平台上对设计方案进展仿真。
本次设计采用了AT89C51 单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路〔DAC0832〕来实现模数转换,从而输出正确的波形,设计中还连接了按键电路来实现键控。
波形的频率为200Hz,用调整延时来实现。
设计简单,性能良好,具有一定实用性。
二、原理图绘制说明1、原理图绘制过程说明〔1〕运行proteus7.5,进入绘图页面。
图1 proteus绘图页面〔2〕查找元器件,按动键盘按键P,进入Pick Devices页面,在关键字项中输入元件名称。
如查找AT89C51。
图2 查找元件〔3〕放置元器件并连线。
2、原理图说明〔1〕单片机晶振电路对于MCS-51一般的晶振可以在1.2MHZ-12MHZ之间选择,这时电容C1、C2可以选择在10pf-30pf之间。
在本设计中,电容选择25pf,晶振选择12MHZ。
电路如如下图:图3 单片机晶振电路原理图〔2〕单片机复位电路复位时单片机的初始化工作,复位后中央处理器CPU和单片机内部的其他功能部件都处在一定的初始状态,从这个状态开始工作。
电路如如下图:图4 单片机复位电路原理图〔3〕总线电路本设计中,将P0并行口作为波形数据输出口,通过数据总线与DAC0832的D0-D7连接。
P2.7与0832的片选端/CS连接,使用时可由地址译码提供。
P3.6与0832的2管脚外部数据存储器写选通相连。
电路如如下图:图5 总线电路〔4〕键控电路本设计中的键控局部引入了外部中断0中断来实现对波形的切换,用按键与P3.2连接来实现。
在该管脚上加上一10k的上拉电阻,用来提高输出电平,加大输出引脚的驱动能力。
电路如如下图:图6 键控电路〔5〕DAC0832电路在本设计中,DAC0832选择了直接工作方式。
基于AT89C52单片机的低频信号发生器

密级:摘要信号发生器是一种应用广泛的信号源,它经常应用在自动控制系统电、子技术实验等科研领域。
目前, 有很多的信号发生器构成方法,例如采用专用的信号发生芯片MAX038、采用DDS(Direct2Digital Synthesis)型的任意波发生器、以及传统的AWG等。
该可调低频信号发生器的设计以单片机(AT89C52)作为核心控制系统,由晶体振荡电路,地址发生电路,波形产生电路,运算放大电路,数字模拟转换电路组成。
由于输出波形的频率较低,所以决定使用AT89C52作为控制电路,用中断查表法形成波形的数据输出,再用D/A转换器输出需要的波形信号。
该信号发生器可以输出正弦波,方波,三角波三种波形,可提供输出频率从1HZ--10KHZ的方波以及频率从1HZ--5000HZ的正弦波(三角波)。
该设计适用于初学者将其作为一学习板使用,系统价格低廉,功能实用。
关键词:可调低频信号发生器;AT89C52;正弦波;方波;三角波Design of Adjustable Low-frequency SignalGenerator Based on the MCUAbstractSignal generator is a staple signal source ,which is widely used in automatic control system, the experiment of electronic technology and other scientific research field .At present, the signal generator has many methods to design, such as the dedicated chip MAX038, the signal generator based on DDS (Direct2Digital Synthesis)as well as the traditional, such as AWG.The Adjustable Low-frequency Signal Generator consists of the microcontroller AT89C52, the crystal circuit, the address maker circuit, the waveforms maker circuit, the operational amplifiers circuit and the transformation circuit between analog signals and digital signals. For the output signals are low frequency, we choose the microcontroller AT89C52 which use the interrupt lookup method to output the waveform data. The Signal Generator can output three waves including sine wave, square wave, triangle wave. The range of frequency is 1HZ~2KHZ. The design can be used as a developed target board by beginners, and the cost of the system is inexpensive, nevertheless, the function is applied.Key words: signal generator; AT89C51;frequency of output; Sine wave; Square Wave; Triangle wave.目录摘要 (Ⅰ)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1低频信号发生器的介绍 (1)1.2单片机的发展及简要介绍 (1)1.3 AT89C52芯片的介绍 (2)1.4 TLC7528数模转换器的介绍 (7)第二章单片机的仿真软件的应用 (8)2.1 Proteus ISIS软件的应用介绍 (8)2.2 Keil软件的应用介绍 (9)第三章可调低频信号发生器的设计 (10)3.1 信号发生器设计的基本要求 (10)3.2 信号发生器的电路设计与仿真 (10)3.2.1硬件设计部分: (10)3.2.2 软件设计部分: (11)3.2.3电路仿真: (15)3.3 信号发生器的实物制作 (21)3.3.1 Protel Dxp制版: (21)3.3.3 测试与调试 (23)3.3.4 心得体会 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第一章绪论1.1低频信号发生器的介绍随着电子测量以及很多部门对各种信号发生器的广泛需要以及电子技术的快速发展,促使信号发生器性能提高,种类增多。
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基于单片机的低频信号发生器设计作者:任小青王晓娟田芳来源:《现代电子技术》2014年第16期摘要:主要介绍以AT89C51单片机为核心部件的低频信号发生器的设计方法及工作原理。
系统采用单片机扩展外部存储器和DAC接口技术,简化了仪器硬件设计。
通过波形选择电路读取波形信号经离散化处理之后的波代码,并通过D/ A 转换,还原成所需要的波形。
通过改变存储器输出波代码的速度来调节输出信号的频率,改变放大器的放大倍数来调节输出信号的幅值。
此外还讨论了波形离散化处理方法及数据采样点数与存储容量的关系,并给出了系统结构图和软件框图。
关键词:低频信号;数据离散化;幅值;典型信号中图分类号: TN710⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2014)16⁃0014⁃04Design on low⁃frequency signal generator based on SCMREN Xiao⁃qing1, WANG Xiao⁃juan1, TAN Fang2(1. School of Mechanical Engineering, Qinghai University, Xining 810016, China;2. Modern Education Technology Center, Qinghai University, Xining 810016, China)Abstract: The design approach and working principle of a low⁃frequency signal generator based on AT89C51 are introduced. The hardware design was simplified by using external memory extended with SCM and DAC interface technology. The wave code after discretization processing of waveform signal is read out though a waveform selection circuit, and reverted to the needed waveform by the D/A converter. The output signal frequency is adjusted by changing the wave code output speed of the memory. The amplitude is adjusted by changing the magnification of the amplifier. The waveform discretization processing method, and the relation between data sampling number and storage capacity are discussed. The system structure chart and software flow chart are given.Keywords: low⁃frequency signal; data discretization; amplitude; typical signal0 引言在工业测量控制系统的开发过程中,常需要采用信号发生器为控制系统提供输入信号来模拟实际输入,并根据输出的频率响应特性来对系统进行调校。
该系统不但能提供多种波形信号,而且信号的频率和幅值的大小也很容易控制。
用它来模拟多种工况下的真实输入信号,以达到降低开发成本、提高项目开发效率的目的。
本文介绍了以AT89C51单片机为控制核心的低频信号发生器的硬件组成和工作原理。
这里利用单片机的强大控制和计算能力,结合DAC接口技术产生频率和幅度都可调的正弦、方波、三角波等典型的波形信号来模拟不同的工况[1]。
1 低频信号发生器的工作过程及硬件组成该系统的工作过程是通过波形选择电路使AT89C51读入预置的波代码表,根据矩阵键盘电路输入的频率值结合系统时钟与复位电路中的晶振频率,计算出相应的控制码,用来控制将数据输送到D/A转换器的速度,最终实现控制输出信号频率的目的。
此频率通过LED进行显示。
D/A转换器将数字信号转换成模拟量,并通过改变ADC0832的输入基准电压,来调整输出信号的幅值。
其主要组成包括主控电路、波形选择电路、矩阵键盘和数码显示电路、信号输出电路。
系统硬件组成框图1所示。
1.1 主控电路主控电路以AT89C51为进程和任务的调度核心,辅以外围电路构成,主要完成波形数据表的读取。
其根据键盘输入的频率值,计算出相应的控制参数,来控制输出信号的频率,并用LED显示频率值。
系统电路原理如图2所示。
AT89C51的P0口与HD7279芯片进行连接,使用HD7279管理LED显示和键盘输入操作。
P1口和波形选择按钮连接,P2口用来做A/D转换与DAC0832进行连接。
同时给出了时钟和复位电路的连接。
图1系统硬件结构图1.2 波形选择电路波形选择电路通过开关按钮S1~S6对单片机发出波型选择信号,S2选取正弦波,S3选择三角波,以此类推。
如图2所示,当按钮被按下后,与地相通,这时相应的连接线上就会出现一个低电位信号,中断系统会向AT89C51发出指令,让其对P1口进行扫描,当扫描到这个低电信号的位置后,就从EPROM调入相应的波形数据表。
1.3 矩阵键盘和数码显示电路键盘和显示电路由HD7279芯片进行管理,无需外围电路,只需要外接少量的电阻,即可构成完善的显示、键盘接口电路。
而与CPU的接口采用SPI串行接口方式,使用方便。
键盘可以输入波的频率值,系统会根据这个值计算出相应的控制量,控制数据向ADC0832的输出速度,达到控制频率的目的。
1.4 信号输出电路AT89C51将波形数据表中的数据读出后,根据键盘输入的频率,算出控制量,将数据按一定的速度逐一输入到D/A转换器中,由输出数据的速度来调整信号的频率。
通过放大器LM082,将D/A转换器输出电流模拟量转换为电压模拟量,其幅值可通过改变输入基准电压Vref来调整。
2 波形信号的离散化处理工控系统中一般使用周期性信号,其变化规律可以用波码表来存储,该表记录了信号在一个周期中幅值的变化。
其通过将信号波离散、计算幅值后得到。
幅值位数和1个周期内采样的次数,共同决定了输出波形的精度。
现对典型周期信号正弦波进行离散化处理[2]如图3所示。
在其一个周期内取N等分离散点,计算出相对应各个点的正弦值d1,d2,…,dn。
因正弦波在(0~π)和(π~2π)以π为中心对称,且(0~π)区间内又以[π2]为轴对称。
故只需计算[14] 周期内各个点的正弦值,具体步骤如下:(1)计算(0~[π2])区间各个离散点的正弦值;(2)根据轴对称关系,将(0~[π2])区间各个离散点的正弦值倒序复制到([π2]~π)区间的离散点上;(3)根据中心对称关系,将(0~π)区间各个点正弦值求补后,依次复制到(π~2π)区间的离散点上,这样就得到了整个周期的正弦值;(4)根据DAC的转换位数,将得到的这些数据换算后依次存入E2PROM中,这样就得到一个完整的正弦波码表。
图3 正弦波形的离散化由图3可见,离散处理后的正弦曲线,实际上变成了一个阶梯曲线,当N值越小这种阶梯化的状态越明显,误差也就越大,为了能减小这种失真,就必须在一个周期内,使N取得足够大。
这样可以使阶梯波更好地拟合正弦曲线,有效地减少失真。
当然这样做会增大波码表的大小,相应地也就占用了更多的存储器空间,而且用DAC 复现波形的速度也会相应的降低。
如果一个周期中正弦信号的离散点有4 096个,每点占用1 B,那么正弦信号的波码表需要占4 KB;如果每个离散点占2 B,则容量将增加1倍[3]。
波形复现速度和离散点个数成比例关系,但减少失真度和增加离散点却不是线性关系,所以合理选择离散点数是十分重要的。
如果一个周期曲线有其确定的函数表达式,那么就可以对其进行离散处理,然后通过DAC转换,复现这个函数。
输出信号频率的上限受数据传送速度、数据锁存器及DAC 转换时间等因素的影响[4],其频率一定不会很高,也就是说本系统可以实现任意低频波形的复现。
3 信号发生器软件设计该系统软件由整机初始化、DAC输出、键盘及显示等三大模块组成,由汇编语言编写全部程序,其流程如图4所示。
系统开机或复位后,首先进行初始化,其包括对键盘显示模块初始化及开中断设置等。
完成初始工作状态设置后,根据波形选择开关,单片机读取存储器中不同的波形数据,然后进入DAC 主程序模块,键盘中断服务程序根据不同按键的键值计算出相应的控制量,控制数据输出速度,用来实现对波频率的控制。
键盘及显示模块的管理可由编程芯片HD7279 完成,单片机只需要执行按键中断服务程序,由此可以腾出更多时间进行波形数据处理,使得输出波形更为平滑。
图4 软件结构总体程序流程其中键盘扫描及显示部分程序如下:PORT EQU 0CFA0HCSEG AT 4000HLJMP STARTCSEG AT 4100HSTART: MOV DPTR,#00CFE9HMOV A,#0D1H ;清显示MOVX @DPTR,ALOOP10: MOVX A,@DPTRANL A,#0FHJZ LOOP10 ;有键按下?没有则循环等待MOV A,#0A0H ;显示\消隐命令MOVX @DPTR,AMOV A,#40H ;读FIFO命令MOVX @DPTR,AMOV DPTR,#0CFE8H ;读键值MOVX A,@DPTRMOV R7,AMOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#81H ;选中LED2MOVX @DPTR,AMOV A,R7ANL A,#0FH ;取后半字节MOV 30H,#01H;MOV 31H,#01H;JNB P1.5,TFUMOV 30H,A ;30H存放调频值SJMP L1TFU: MOV 31H,A ;31H存放调幅值L1: MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;取段显码MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAMMOVX @DPTR,AMOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令MOV A,#80H ;选中LED1MOVX @DPTR,AMOV A,R7ANL A,#0F0HSWAP A ;取后半字节MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;取段显码MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAMMOVX @DPTR,AMOV DPTR,#0CFE9H4 结语该系统具有如下特点:系统结构简单,采用集成化元器件,工作稳定。