(完整word版)基于单片机的正弦波信号发生器的设计
基于51单片机下的正弦波发生器设计
中国科技期刊数据库 科研2015年18期 21基于51单片机下的正弦波发生器设计范柳生海南省洋浦公安消防支队，海南 儋州 578101摘要：本文以STC89C51单片机为核心设计了一个低频信号发生器。
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，可输出正弦波波形。
波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
波形和频率的改变通过软件控制，幅度的改变通过硬件实现。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
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：STC89C51单片机；单片机；D/A 转换；DDS 中图分类号：TP368.12 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)18-0021-011 系统概述1.1 工作原理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正弦波形。
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、数模转换及波形输出、放大电路等部分，即可构成所需的波形发生器。
89C51是整个波形发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，产生各种各样的信号，并从键盘接收数据，进行各种功能的转换和信号幅度的调节。
当数字信号电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。
波形ROM 表是将信号一个周期等间距地分离成64个点，储存在单片机得RON 内。
具体ROM 表是通过MATLAB 生成的2 单元电路设计与分析 2.1 主控电路设计中主要采用STC89C51型单片机，它具有如下优点：（1）拥有完善的外部扩展总线，通过这些总线可方便地扩展外围单元、外围接口等。
（2）该单片机内部拥有4K 字节的FLASH ROM 程序存储器空间和256字节的RAM 数据存储空间，完全可以满足程序的要求。
基于单片机的信号发生器设计
石 油学院毕 业 ，工程 师。 中海石 油 （ 中国）有限公司 天津分公司 业务 主管 。
１ 单片机在低频信号发生器 中的应用
信 号 发 生 器 作 为 一 种 常 见 的 应 用 电子 仪 器 设 备 】 ，传 统 方 法完 全 可 以 由硬件 电路 搭 接 而 成 ， 如采用５ ５ ５ 振 荡 电路 发 生 正 弦 波 、 三 角 波 和 方 波
波 形 发 生 器 广 泛 应 用 于Байду номын сангаас电子 电路 、 自动 控 制
的 电路 便 是 可取 的路 径 之 一 ，不 用 依 靠 单 片机 。
和 科 学 试验 领 域 ，是 一 种 为 电子 测 量 提 供 符 合 严 格 技 术要 求 的 电信 号设 备 。示 波 器 、 电压 表 、 频 率 计 等 仪器 是 最 普 通 、最 基 本 的应 用 最 广 泛 的 电 子 仪 器 ， 几乎 所 有 电参 量 的测 量 都 要 用 到 波 形 发
单片 机可 将 应用 所 需 的存储 器 、各种 功 能 的Ｉ ／
产 生 波 形 信 号 有 许 多方 法 ， 如 采 用 分 立 元
件 实 现 非 稳 态 的 多 谐振 振 荡 器 ，然 后 根 据 具 体 需 要 加 入 积 分 电路 等 构 成 正 弦 波 、矩 形 波 、 三 角 波
０接 口集 成 在一 块芯 片 内 ，其性 ， 一 ｃ ， ｈ ６ Ｅ Ｋ ｔ 高 ，价格 却相 对 较 低廉 ，即性价 比较 高 。 １ ． ２控 制功 能 强
单 片 机 体 积 虽 小 ，但 功 能 齐 全 ，非 常 适 合 于
的便 利 ，本文 以Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １ 作 为 主控核 心 ，采 用简 易 搭 建 、成 本低 廉 的 电 阻网 络作 为ＤＡ转 化 器件 ，通 过 软 硬 件 电路 设计 ，产 生 数 字 式 正 弦 波 、方 波 、 三角 波等 波形 信 号 。
单片机制作简易正弦波信号发生器(DAC0832)
调试时，电源的质量需要较高，不然的话，波形不易观察看清楚。
//河北工程大学信电学院自动化系//设计调试成功***************将DA输出的 0V ~ -5V范围扩展成 -5V ~ +5V范围，电路如下图：***************如若VO2输出更平滑一些，可以在VO2处接一个小电容，滤掉高频。
（一）过程分析计算如下：✧第一级运放出来的V o1=-N*V ref/256。
当V ref为+5V时，V o1=0~ -5V。
其中，V ref为参考电压，N为8位数字量输出到DAC0832✧并结合第二级运放，是否可以推出来如下式子：V o2=-(2*V o1+V ref)=-(2*-N*V ref/256+V ref)=-(-2N*V ref/256+V ref)=2N*V ref/256-V ref当参考电压V ref=5V时，V o2=10N/256-5。
由于要求输出的是正弦波xsinθ,幅值x不定，下面考虑幅值x分别取5和1的情况：●当输出波形为5 sinθ时：5 sinθ=V o2=2N*V ref/256-V ref=10N/256-5 //此时V ref=+5V得sinθ=2N/256-1●当输出波形为sinθ时：sinθ=V o2=2N*V ref/256-V ref=10N/256-5 //此时V ref=+5V得sinθ=10N/256-5最后可以考虑输出波形的频率问题。
例如要求输出特定频率的正弦波。
（二）针对输出的不同幅值波形✓当输出波形为5 sinθ时：得sinθ=2N/256-1这里我们要求进步为一度。
具体到进步大小，和内存RAM或者ROM有关，即和你存放数据表的空间有关。
放到哪个空间都可以。
（这里周期采样最多256个点，步数可以为1、2、5等，自己视情况而定，这里由于是360度，256个采样点，故步的大小360/256=1.4=△θ，由此算的前三个θ=0,1.4,2.8……,对应N为0x80,0x83,0x86……）通过sinθ的特征和计算部分数据发现规律：0~90度与90~180度大小是对称的；181~270度与270~359度是对称的。
基于单片机与DDS的多功能正弦信号发生器设计
本设计以较低的成本制作了频率范围为 1Hz-30MHz 的正弦信号发生器，输出波形稳定， 精度高，输出频率可通过按键设置，也可步进调 整，输出的正弦信号幅度调整范围宽。用于核磁 共振磁场测量仪既可激发共振信号，又能有效避 免信号饱和；用作正弦信号源，在 50Ω负载电阻 上峰-峰值可达 7V。系统亦可通过按键控制，输 出多种调制信号波形，操作方便，满足设计要求， 具有实用价值。
参考文献
[1] Analog Devices. CMOS 125MHz Complete DDS Synthesizer AD9850[EB/OL]. REV.H, 2004.
标志初始化 调正弦函数
○1
PSK，频率步进“+”和频率步进“-”，控制实现
相应功能。对于频率步进按键，长按可使输出频
率连续快速加、减。 3.8 显示界面
用于显示信号发生器当前工作状态以及信号 频率。采用内含 T6963C 控制器的图形液晶显示模 块 HS12864-10，使人机交互界面友好、美观，使 用汉字点阵字模提取软件提取显示字库，送到相 应位置显示即可。
公司的单片机 OM4368BN 和 AD 公司的 DDS 芯片 AD9850[1]实现。OM4368BN 内含 32K flash 程序存
储器，便于存储大量的字库数据和频率偏移样点
信息。AD9850 的典型时钟频率为 125MHz，相位累
加器为 32 位，使用 100MHz 有源晶体振荡器，最
小频率分辨率为
Q5 = (Q0Q1Q2Q3Q4 ) ⊕ Q2 ⊕ Q0 ，即可产生能自启动 的 m 序列，调制信号取自 Q0，原理如图 4 所示。
-12V
图 3 调制信号产生电路
产生的正弦波信号频率为
(完整版)基于51单片机正弦波发生器课程设计
1设计方案
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，要求实现用程序产生正弦波，并可以通过键控在10—100Hz之间切换。而且需在Proteus电子设计平台上对设计方案进行仿真。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改变频率。89C51是整个波形发生器的核心部分，通过程序的编写和执行，并从键盘接收数据产生100HZ-10HZ正弦波信号。当数字信号电路到达转换电路，将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。波形ROM表是将信号一个周期等间距地分离成256个点，储存在单片机得RON内。具体ROM表是通过MATLAB生成的，例如正弦表，MATLAB生成的程序如下：x=0:2*pi/64:2*pi;y=round(sin(x)*127)+128
,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,
0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,
,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,
0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5 ,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,
2个、1个
0.1元
0.3元
晶振
12M
1个
0.2元
设计制作一个方波-三角波-正弦波函数信号发生器 Microsoft Word 文档
课程设计说明书课程设计名称：模拟电子课程设计课程设计题目：设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级：090422学号：******** 姓名：龙敏丽评分：教师：欧巧凤、张华南20 11 年 3 月23 日模拟电路课程设计任务书20 10 －20 11 学年第2 学期第1 周－ 2 周题目设计制作一个方波-三角波-正弦波函数转换器内容及要求①输出波形频率范围为0.02Hz～20KHz且连续可调；②正弦波幅值为±2v；③方波幅值为±2v；④三角波峰－峰值为2v，占空比可调。
能根据题目的要求，综合所学知识，进行资料查询、系统设计、选用合适的元器件，先仿真通过后，用万能板/实验箱制作调试和进行结果分析，按学院要求的格式写出总结报告进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 3天；2. 领元器件、制作、焊接：3天3．调试： 3.5天4. 验收：0.5天学生姓名：龙敏丽指导时间：2011年2月24日—3月3日指导地点： E-508 室任务下达2011年 2月22日任务完成2011 年 3 月 3 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□√指导教师欧巧凤系（部）主任付崇芳摘要当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。
由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子通信方面更显得尤为重要，在国民生产各部门都得到了广泛的应用，而各种仪器在科技的作用性也非常重要，如信号发生器、单片机、集成电路等。
信号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。
常用超低频信号发生器的输出只有几种固定的波形，有方波、三角波、正弦波、锯齿波等，不能更改信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用LM324振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。
基于单片机的三相正弦波发生器设计
“ Ｐ Ａ＋高级 Ｄ Ａ转换 ” 种 ， 者 用于 低频 ， ＦＧ ／ 两 前 价 位低 ， 后者 主要 用于高频或 高精度 场所 ， 价位 高． 采 用现代 电子技术通过编 程实现 的信号 源 ， 从技 术上 克服 了元 器件分散 Ｉ造 成波形失真 的问题 ， 设计 生 本
以 Ｍ Ｐ ３Ｆ６ Ｓ ４０ １９为 控 制 核 心 ， 过 硬 件 和 软 件 设 通 计 ， 现 了输 出相位 差互 为 １０ 的三相 正 弦波 ， 实 ２。 输 出波形频 率和幅值可实 时调节． 本设计 三相正 弦波
Ｐ１２ ．
＝
警× ，
（ ３ ）
其中 ： 为输入 的基准 电压 ， Ｒ为 内部 电阻 ， 为输入数字量 的加权和 （ 十进制数 ） 由公式 （ ） ． ３ 可见 ， 输出的模拟量与输入的数字量成正比， 从而 实现 了从数 字量 到模 拟 量 的转 换 ． 个 ８位 Ｄ Ａ 一 ／ 转换 器 有 ８个输 入 端 ． 入 可 有 ２ ６个 不 同 的二 输 ５ 进制组态 ， 对应有 ２６ ５ 个输出值． 将待放大的输入 信号 接 到 Ｄ Ｃ ８ ２的参 考 电压 端 （ Ｒ Ｆ ， Ｉ由 Ａ ０３ Ｖ Ｅ ）Ｄ
常工作 ．
（ ＋／ ） 。 Ｚ ． ６
（） １
反 相 加法器 的电路如 图 ４所示 ．
Ａ 相
弦 波
图 ４ 反 相 加 法 器 电路 图 ２ 单 片 机 最 小 系 统
２ ２ 按 键接 口电路设 计 ．
反相 加法 器 电 路 的合 成公 式 如公 式 （ ）所 ２
示．
输 出波形 的 频率 由单 片 机 程 序 来 决 定 的 ， 为 了方 便控 制 ， 用按 键来 改 变程 序 中的设 定值 ， 使 从 而改 变输 出波 形 的频率 ． 由独立 按键 来完 成 ． 按键
基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版
源程序：ORG 0000HAJM MAINORG 000BHLJMP TC0ORG 0030HMAIN：MOV DPTR，#9FFFH 指向DAC0832（1）MOV A，70HMOVX ＠DPTR，A DAC0832（1）输出MOV DPTR，#7F00H 指向8155命令字端口地址MOV A，#06H 设置A口为输入，B口、C口为输出MOVX ＠DPTR，A 送命令字MOV DPTR，#7F01H 指向A口地址MOVX A，＠DPTR 读入A口的开关数据JNB ACC.4，K10H 判断是否“4”号键，若是则转输出10Hz信号JNB ACC.5，K100H 判断是否“5”号键，若是则转输出100Hz信号JNB ACC.6，K500H 判断是否“6”号键，若是则转输出500Hz信号JNB ACC.7，K1K 判断是否“7”号键，若是则转输出1KHz信号AJMP MAINLED1：MOV R3，#06H 设置6个LED显示MOV R2，#01H 选通第一位LED数据MOV R1，#30H 送显示缓冲区首址GN1：MOV DPTR，#7F03H 指向C口地址MOV A，R2 位选通数据送AMOVX ＠DPTR，A 位选通数据送C口RL A 选通下一位MOV R2，A 位选通数据送R2中保存MOV A，＠R1 取键值MOV DPTR，#TAB 送LED显示软件译码表首址MOVC A，＠A+DPTR 查表求出键值显示的段码MOV DPTR，#7F02H 指向B口地址MOV ＠DPTR，A 段码送显示LCALL LOOP1 调延时子程序INC R1 指向下一位显示缓冲区地址DJNZ R3，GN1 循环显示6个LEDRETLOOP1：MOV R4，#08H 延时子程序LOOP：MOV R5，#0A0HDJNZ R5，$DJNZ R4，LOOPRETK10H：MOV 30H，#00H 显示10HzMOV 31H，#00HMOV 32H，#00HMOV 33H，#00HMOV 34H，#01HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#15HMOV TH0，#9EHAJMP PDK100H：MOV 30H，#00H 显示100HzMOV 31H，#00HMOV 32H，#00HMOV 33H，#01HMOV 34H，#00HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#08HMOV TH0，#0F6HAJMP PDK500H：MOV 30H，#00H 显示500HzMOV 31H，#00HMOV 32H，#00HMOV 33H，#05HMOV 34H，#00HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#01HMOV TH0，#0FEHAJMP PDK1K：MOV 30H，#00H 显示1KHzMOV 31H，#00HMOV 32H，#01HMOV 33H，#00HMOV 34H，#00HMOV 35H，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV TMOD，#00HMOV TL0，#01HMOV TH0，#0FFHPD：JNB ACC.0，KE0 判断是否“0”号键按下，若是则转方波输出JNB ACC.1，KE1 判断是否“1”号键按下，若是则转正弦方波输出JNB ACC.2，KE2 判断是否“2”号键按下，若是则转三角波输出JNB ACC.3，KE3 判断是否“3”号键按下，若是则转锯齿波输出LJMP PDKE0：MOV R7，#00HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HAJMP GNKE1：MOV R7，#02HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HAJMP GNKE2：MOV R7，#02HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HAJMP GNKE3：MOV R7，#02HLCALL LED1 调显示子程序MOV R6，#00HGN：SETB TR0SETB ET0SETB EALOP1：JNB ACC.4，K10H 判断是否“4”号键，若是则转输出10Hz信号JNB ACC.5，K100H 判断是否“5”号键，若是则转输出100Hz信号JNB ACC.6，K500H 判断是否“6”号键，若是则转输出500Hz信号JNB ACC.7，K1K 判断是否“7”号键，若是则转输出1KHz信号AJMP LOP1TC0：CJNE R7，#00H，TC1 发送方波程序MOV DPTR，#TAB1 送方波数据表首址MOV A，R6 发送数据寄存器MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HAJMP QL1TC1：CJNE R7，#01H，TC2 发送正弦波程序MOV DPTR，#TAB2 送正弦波数据表首址MOV A，R6MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC AMOV R6，ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HAJMP QL1TC2：CJNE R7，#02H，QL1 发送三角波程序MOV DPTR，#TAB3 送三角波数据表首址MOV A，R6MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC AMOV R6，ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HAJMP QL1TC3：：CJNE R7，#03H，QL1 发送锯齿波程序MOV DPTR，#TAB4 送锯齿波数据表首址MOVC A，＠A+DPTRMOV DPTR，#0AFFFH 指向DAC0832（2）MOVX ＠DPTR，A DAC0832（2）输出MOV A，R6INC AMOV R6，ACJNE A，#32，QL1MOV R6，#00HQL1：RETITAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，82H，0F8H，80HTAB1：DB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH DB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00HTAB2：DB 80H，83H，86H，89H，8DH，90H，93H，96HDB 99H，9CH，9FH，0A2H，0A5H，0A8H，0ABH，0AEHDB 0B1H，0B4H，0B7H，0BAH，0BCH，0BFH，0C2H，0C5HDB 0C7H，0CAH，0CCH，0CFH，0D1H，0D4H，0D6H，0D8HDB 0DAH，0DDH，0DFH，0E1H，0E3H，0E5H，0E7H，0E9HDB 0EAH，0ECH，0EEH，0EFH，0F1H，0F2H，0F4H，0F5HDB 0F6H，0F7H，0F8H，0F9H，0FAH，0FBH，0FCH，0FDHDB 0FDH，0FEH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFHDB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0FEH，0FDHDB 0FDH，0FCH，0FBH，0FAH，0F9H，0F8H，0F7H，0F6HDB 0F5H，0F4H，0F2H，0F1H，0EFH，0EEH，0ECH，0EAHDB 0E9H，0E7H，0E5H，0E3H，0E1H，0DEH，0DDH，0DAHDB 0D8H，0D6H，0D4H，0D1H，0CFH，0CCH，0CAH，0C7HDB 0C5H，0C2H，0BFH，0BCH，0BAH，0B7H，0B4H，0B1HDB 0AEH，0ABH，0A8H，0A5H，0A2H，9FH，9CH，99HDB 96H，93H，90H，8DH，89H，86H，83H，80HDB 80H，7CH，79H，78H，72H，6FH，6CH，69HDB 66H，63H，60H，5DH，5AH，57H，55H，51HDB 4EH，4CH，48H，45H，43H，40H，3DH，3AHDB 38H，35H，33H，30H，2EH，2BH，29H，27HDB 25H，22H，20H，1EH，1CH，1AH，18H，16HDB 15H，13H，11H，10H，0EH，0DH，0BH，0AHDB 09H，08H，07H，06H，05H，04H，03H，02HDB 02H，01H，00H，00H，00H，00H，00H，00HDB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，01H，02HDB 02H，03H，04H，05H，06H，07H，08H，09HDB 0AH，0BH，0DH，0EH，10H，11H，13H，15HDB 16H，18H，1AH，1CH，1EH，20H，22H，25HDB 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(完整word版)基于单片机的正弦波信号发生器的设计毕业设计论文题目：基于单片机的正弦波信号发生器的设计系部：电子信息工程系专业名称：电子信息工程技术班级: 08431 学号：33姓名：顾伟国指导教师：郑莹完成时间：2011 年 5 月12 日(完整word版)基于单片机的正弦波信号发生器的设计基于单片机的正弦波信号发生器的设计摘要:信号发生器的应用越来越广，对信号发生器的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出信号的频率微调分辨率提出越来越高的要求,普通的频率源已经不能满足现代电子技术的高标准要求。
因而本设计采用了AT89C51单片机为控制核心,通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，能产生1HZ—180HZ的正弦波波形。
通过键盘来控制波形频率变化，并通过液晶屏1602显示其波形以及频率和幅度值的大小。
关键字：信号发生器;AT89C51；D/A转换器DAC0832Based on SCM sine wave signal generator designAbstract：Signal generator used more and more widely, to signal generator frequency stability, the spectrum purity，frequency range and output signal frequency fine-tune resolution higher and higher demands are proposed，the average frequency source cannot have satisfied the high standard requirement of modern electronic technology. So this design USES A AT89C51 as control core，through the D/A converter DAC0832 converts digital signals into analog signals, filter and amplification, finally shown by oscilloscope 1HZ — 180HZ, can produce the sine wave。
Through the keyboard to control the waveform frequency variation，and through the LCD display of the waveform and 1602 frequency and amplitude values of size。
Key word：Signal generator；AT89C51; D/A converter DAC0832目录1、概述 (3)2、系统设计 (4)2。
1设计构思 (4)2。
2方案设计与论证 (4)2.2。
1 信号发生电路方案论证 (4)2.2.2 单片机的选择论证 (4)2。
2。
3、显示方案论证 (5)2.2。
4、键盘方案论证 (5)3、总体系统设计 (5)3.1、硬件实现及单元电路设计 (6)3。
1.1 单片机最小系统的设计 (6)3。
1.2、波形产生模块的设计 (6)3.1。
3、显示模块的设计 (7)3。
2、系统软件的设计流程 (8)3.2.1、keil uvision3开发环境简介 (9)3。
2。
2、proteus7。
5软件简介 (10)3.2.3、keil uvision3与proteus7。
5联机调试简介 (10)4.输出波形的检查与频率的调试 (10)4。
1 测试仪器及测试说明 (10)4.2 测试结果 (11)5、结束语 (11)参考文献 (12)致谢 (13)附录 (14)1、概述波形发生器作为电子技术领域中最基本的电子仪器,广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量、科研等各个领域中。
随着电子信息技术的发展，对其性能的要求也越来越高，如要求频率稳定性高、转换速度快,具有调幅、调频、调相等功能.传统的LC、RC振荡电路就不可以满足上述的要求了,而基于单片机的信号发生器就可以有效的解决上述问题了。
单片机的最小系统结构简单而且又是通过程序控制信号的发生，这样就可以通过编程来产生正弦波、方波、三角波等波形。
基于单片机的信号发生器的设计,不仅解决了波形类型的选择、频率和幅度的调节等，而且还通过lcd显示屏能够将信号发生器产生波形的频率准确的显示出来。
2、系统设计经过研究考虑，确定方案：以AT89C51单片机为控制核心,再通过D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号,滤波放大,最终由示波器显示出来，通过键盘来控制波形的选择和频率的变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。
2。
1设计构思1）利用单片机采用软件设计方法产生正弦波2）键盘选择波形类型3）波形频率可调4）显示波形及其频率2.2方案设计与论证2。
2。
1、信号发生电路方案论证DAC0832是8位全MOS中速D/A 转换器，采用R—2RT 形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流输出，转换时间大约为1us。
使用单电源+5V―+15V 供电。
参考电压为-10V－+10V。
在此我们直接选择+5V 作为参考电压。
DAC0832 有三种工作方式：直通方式,单缓冲方式，双缓冲方式。
2.2.2、单片机的选择论证AT89C51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。
2。
2。
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。
使用数码管显示编程较易，但要显示内容过多，而且数码管不能显示字母。
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。
以上两种方案综合考虑,选择方案二.2。
2.4、键盘方案论证采用简单的拨动开关。
拨动开关简单方便,操作简单，但存在抖动的现象，对芯片会产生一定的影响。
3、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,利用液晶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、液晶显示电路等模块。
图(1）为系统的总体框图：图1：系统总体框图3。
1、硬件实现及单元电路设计3.1。
1、单片机最小系统的设计AT89C51是片内有ROM/EPROM的单片机,因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠.用AT89C51单片机构成最小应用系统时,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图（2）AT89C51单片机最小系统所示。
由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元.图2:AT89C51单片机最小系统3。
1.2、波形产生模块的设计由单片机为控制中心用编程方法产生波形，通过D/A转换器DAC0832再经过滤波放大后输出。
其电路图如下图3：波形产生电路如上图所示，单片机的P0口连接DAC0832的八位数据输入端，DAC0832的输出端接放大器，经过放大后输出所要的波形。
3.1.3、显示模块的设计通过液晶1602显示输出的波形、频率,其电路图如下:图4:液晶显示如上图所示，1602的八位数据端接单片机的P1口，其三个使能端RS、RW、E分别接单片机的P3.2—P3。
4。
通过软件控制液晶屏可以显示波形的种类以及波形的频率.3。
1.4、键盘模块的设计本系统采用两个拨动开关来调节由单片机产生的正弦波的频率，其连接电路如下：图5:拨动开关图中UP开关,每闭合一次，正弦波的频率将增加1HZ。
与之功能相似的DOWN开关则是使产生的正弦波的频率降低1HZ.3。
2、系统软件的设计流程本系统采用AT89C51单片机，用编程的方法来产生正弦波，并通过编程来调节正弦波波形的输出频率.软件设计的流程图如下：图6：软件设计流程图3。
2.1、keil uvision3开发环境简介KeilSoftware公司推出的uVision3是一款可用于多种8051MCU的集成开发环境（IDE)，该IDE同时也是PK51及其它开发套件的一个重要组件。
除增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外,uVision3还提供了一个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成.此外其内置的仿真器可模拟目标MCU，包括指令集、片上外围设备及外部信号等。
uVision3提供逻辑分析器，可监控基于MCUI/O引脚和外设状态变化下的程序变量。
uVision3提供对多种最新的8051类微处理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。
3.2.2、proteus7.5软件简介Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。
因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。
对于这样的仿真实验，从某种意义上讲,是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。
3。
2.3、keil uvision3与proteus7.5联机调试简介KeilC 与Proteus 联机调试准备工作在一台电脑上联机两个软件为例。
首先进行Keil uVision3 软件和Proteus Version 7。
1 软件,分别进行安装。
a。
到官方网站下载一个vdmadi。
exe，安装路径选择Keil uVision3的安装目录(E：\Program Files\Keil）.安装完成。
b。
Proteus 里DEBUG--〉( 选择）use remote debug monitor.进入KEIL 的project 菜单option for target ’ 工程名'。
在DEBUG 选项中右栏上部的选择Use 并在下拉菜选中Proteus VSM Simulator。
在进入seting，如果同一台机IP 名为127.0.0。
1,如不是同一台机则填另一台的IP 地址。
端口号一定为8000 。
注意：可以在一台机器上运行keil，另一台中运行proteus 进行远程仿真.c.KEIL 的编译程序和Proteus 的文件一定要放在同一个文件夹中。