基于51系列单片机的多功能波形发生器及特定波形幅值调节
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。
基于51单片机的波形发生器的设计
基于51单片机的波形发生器的设计引言：波形发生器是一种可以生成特定频率、特定波形的电子设备。
它广泛应用于科研、教学和产业生产等领域，可以用于信号发生、信号测试、信号仿真等各种任务。
本文将介绍一个基于51单片机的波形发生器的设计方案。
一、系统硬件设计1.系统框架该波形发生器系统采用51单片机作为主控芯片，主要包括三个部分：信号生成模块、显示模块和控制模块。
其中，信号生成模块负责产生各种特定频率、特定波形的信号；显示模块用于展示信号参数等相关信息；控制模块负责接收用户输入并对波形发生器进行控制。
2.硬件连接信号生成模块与主控芯片之间通过I/O接口相连，用于传输数据和控制信号。
显示模块通过串口与主控芯片相连，用于显示相关信息。
控制模块通过按键、旋钮等输入设备与主控芯片相连，用于接收用户输入。
二、系统软件设计1.系统初始化在系统初始化阶段，主控芯片需要完成引脚、定时器、串口等相关资源的初始化工作。
同时，还需要设置一些全局变量和参数的初始值。
2.信号生成模块信号生成模块通过定时器产生特定频率的时钟信号，并根据用户输入的参数生成相应的信号波形。
主控芯片利用定时器中断函数进行波形生成，并将生成的信号数据存放在缓冲区中。
3.显示模块显示模块负责将信号波形显示在液晶屏上，并显示相关参数，如频率、幅度等。
主控芯片将信号数据从缓冲区中读取，并通过串口发送给显示模块进行显示。
4.控制模块控制模块负责接收用户输入的控制指令，并通过按键、旋钮等输入设备完成用户交互。
主控芯片通过中断函数实时读取用户输入并进行相应的控制操作。
三、系统功能设计1.频率设置功能用户可以通过控制模块设置波形发生器的频率，可以选择固定频率或者可调频率。
利用定时器时钟频率与定时器中断的时间间隔来控制波形的频率。
2.波形选择功能用户可以通过控制模块选择不同的波形类型，如正弦波、方波、三角波、脉冲波等。
主控芯片根据用户指令设置波形参数，并生成相应的波形信号。
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。
基于51单片机的多功能信号发生器
河南理工大学《微机原理与单片机接口技术》课程设计报告多功能信号发生器设计2013年1月10 日摘要本次设计是一个多功能信号发生器，可以产生、方波、锯齿波和三角波。
函数信号发生器的设计方法有多种，利用单片机设计的函数信号发生器具有编程灵活，功能更以扩充等实际的优点。
设计原理图如下图所示，其中单片机通过软件对键盘输入的频率数值进行处理，处理结果送与D/A转换部分实现数/模转换，输出的电流再经过电流/电压转换环节，进而形成模拟电压波形，最后经过过载保护电路输出。
同时在数码管内显示该频率数值。
波形的切换可以通过按键直接实现。
在编程语言上，我们选择自身比较熟悉的C语言，这样在后期波形的调试及与硬件衔接方面更容易发挥出自身优势。
根据设计的要求，对各种波形的频率和幅度进行程序的编写，并将所写程序装入单片机的程序存储器中。
在程序运行中，当接收到来自外界的命令，需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序，经电路的数/模转换器和运算放大器处理后，从信号发生器的输出端口输出。
经过设计及后期长时间的调试，设计的所有功能均已实现：（1）具有产生方波、锯齿波、三角波三种周期性波形的功能。
（2）输出波形的频率范围为100Hz～1kHz；频率步进间隔≤100Hz。
（3）输出波形幅度范围0～5V，可按步进0.1V（峰-峰值）调整。
（4）具有显示输出波形的类型、周期和幅度的功能。
关键词：单片机，函数发生器，共阴极数码管目录第一章绪论 (5)1.1选题背景及其意义 (5)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。
(5)1.2单片机概述 (5)1.3信号发生器的分类 (5)1.4 研究内容 (6)第二章方案的设计与选择 (6)2.1 方案的比较 (6)2.2 设计原理 (6)2.3 设计思想 (6)2.4 设计功能 (7)（1）具有产生方波、锯齿波、三角波三种周期性波形的功能。
基于51单片机的波形发生器的设计讲解
基于51单片机的波形发生器的设计讲解波形发生器是电子设备中常见的一种电子设备，它可以产生各种不同形状的波形信号。
在这篇文章中，我们将会详细介绍基于51单片机的波形发生器的设计。
一、波形发生器的原理及分类波形发生器的原理是利用电子元件、电路以及控制信号源，将一定幅度的电压信号变化成为需要的各种形状的波形信号。
根据波形的形状分类，可以将波形发生器分为以下几种类型：1.正弦波发生器：产生正弦波信号的发生器，常用于音频设备中。
2.方波发生器：产生方波信号的发生器，常用于数字电路中，也可用于频率测量和脉冲调制等应用。
3.三角波发生器：产生三角波信号的发生器，常用于音频设备以及频率测试等领域。
4.锯齿波发生器：产生锯齿波信号的发生器，常用于音频设备、测试仪器以及数据采集和测量等领域。
二、基于51单片机的波形发生器设计下面我们将详细介绍基于51单片机的波形发生器的设计步骤。
1.硬件设计：在基于51单片机的波形发生器设计中，我们需要准备的硬件元件有：-51单片机控制芯片-芯片烧录器-液晶显示屏-按键开关-电源模块-杜邦线等电子连接线2.硬件连接：根据电路原理图进行将电子元件进行正确的电路连接。
其中，51单片机作为核心控制芯片，负责生成波形信号，液晶显示屏用于显示波形信号，按键开关用于控制波形发生器的启动、停止以及参数调整等操作。
3.软件设计：利用Keil C编译软件进行51单片机的软件设计，根据控制芯片的指令集编写相应的程序代码，实现以下几个功能：-波形信号的产生：根据选择的波形类型（正弦波、方波、三角波或锯齿波），利用特定的算法生成相应形状的波形信号。
-参数调节：通过按键开关控制波形的频率、幅度以及相位等参数的调节，使波形发生器能够产生不同特性的波形信号。
-波形信号显示：通过LCD显示屏将生成的波形信号进行实时显示，以方便观察和调试。
4.软硬件的调试与优化：三、波形发生器的应用1.音频设备：波形发生器可以生成不同频率的正弦波信号，用于音频信号的发生和测试等应用。
基于51系列单片机的多功能波形发生器及特定波形幅值调节
基于51系列单片机的多功能波形发生器及特定波形幅值调节概述：随着科技的不断进步，波形发生器在各种测量、调试和实验中发挥着重要的作用。
本文将介绍一种基于51系列单片机的多功能波形发生器，并且可以对特定波形的幅值进行调节。
设计原理：本波形发生器采用51系列单片机作为核心控制器，并通过DAC芯片将数字信号转换为模拟信号输出。
通过LCD显示模块显示当前所选的波形类型和幅值，并通过按键来切换和调节相应的参数。
主要功能：1.多波形输出：本波形发生器可以输出多种波形，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
用户可以通过按键选择所需的波形类型。
2.幅值调节：本波形发生器还可以根据用户的需求，对特定波形的幅值进行调节。
3.频率调节：用户可以通过按键来调节波形的频率，以满足不同的实验需求。
4.输出控制：用户可以通过按键选择启用或停用输出信号。
硬件设计：1.单片机控制电路：使用51系列单片机作为核心控制器，通过控制IO口的状态来实现波形选择和参数调节。
2.DAC芯片：将单片机输出的数字信号转换为模拟信号，实现波形的输出。
3.LCD显示模块：用于显示当前所选的波形类型和幅值。
4.按键模块：用于选择波形类型、调节幅值和频率等参数。
5.输出控制电路：通过控制开关，使得输出信号可以被启用或停用。
软件设计：1.系统初始化：包括设置IO口的状态、初始化LCD显示模块、初始化按键模块等。
2.波形选择：通过按键选择所需的波形类型，并将相应的参数传递给DAC芯片。
3.幅值调节：根据用户的需求，通过按键调节特定波形的幅值，并通过DAC芯片实现相应的调节。
4.频率调节：通过按键调节波形的频率，并通过定时器来实现相应的调节。
5.输出控制：根据用户选择的开关状态，控制输出信号的启用或停用。
总结：基于51系列单片机的多功能波形发生器及特定波形幅值调节是一种灵活、实用的设计方案。
它可以满足各种不同波形的输出需求，并且可以根据用户的需求对波形的幅值进行调节。
基于51单片机的波形发生器的设计汇总
基于51单片机的波形发生器的设计汇总波形发生器是电子领域中常用的一种设备，用于产生各种不同形式的波形信号。
本文将基于51单片机的波形发生器的设计进行汇总。
设计思路如下：一、基本原理波形发生器的基本原理是通过控制数字信号的高低电平来产生不同的波形。
在这个设计中，我们将使用51单片机作为控制器来产生波形信号。
二、硬件部分1.时钟电路：使用一个晶体振荡器作为时钟源，提供稳定的时钟脉冲给51单片机。
2.电源电路：使用稳压电源提供稳定的电压给51单片机和其他电路。
3.单片机电路：将51单片机与其他电路进行连接，包括输入输出端口和相应的外部电路。
4.波形输出电路：根据需要产生不同的波形，设计相应的输出电路，包括滤波器、电阻、电容等元器件。
三、软件部分1.系统初始化：在系统上电后，进行相应的初始化工作，包括设置引脚功能、中断，设置计时器等。
2.波形生成算法：根据用户的选择，使用合适的算法生成相应的波形信号。
常见的波形有正弦波、方波、三角波等。
3.输出控制：根据生成的波形信号，通过设置相应的输出引脚，将波形信号输出到波形输出电路中。
4.用户界面：设计一个简单的用户界面，让用户可以选择不同的波形、调整频率、幅度等参数。
5.中断处理：使用中断功能来处理波形输出频率的控制，实现较高的输出稳定性。
四、设计考虑1.精度要求：根据具体应用场景，确定波形发生器的精度要求。
如果需要较高的精度，可能需要采用更复杂的算法和更精密的输出电路。
2.输出负载：考虑波形发生器的输出负载情况，选择合适的输出电路，以确保波形信号的准确性和稳定性。
3.电源稳定性：电源的稳定性对波形发生器的性能也有影响，需要注意电源供电的稳定性。
五、测试与优化完成波形发生器设计后，进行相应的测试与优化。
包括波形信号的频率、幅度等测试，以及对输出电路、算法等进行优化。
最后，通过以上的设计思路，我们可以完成基于51单片机的波形发生器的设计。
根据具体的应用需求，可能需要对硬件和软件进行相应的调整和优化。
基于51单片机控制的函数波形发生器
复位电路的作用是在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态。这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。复位电路如图7所示。
由于单片机产生的是数字信号，要想得到所需要的波形，就要把数字信号转换成模拟信号，所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。但实际上，DAC0832输出的电量也不是真正能连续可调，而是以其绝对分辨率为单位增减，是准模拟量的输出。DAC0832是电流型输出，在应用时外接运放使之成为电压型输出。如图5所示。
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【4】。
方案三：采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做的很高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
创新性实验研究报告
课程名称：基于51系列单片机的波形发生器研究实验项目名称多功能波形发生器及特定波形幅值调节
姓名XXX＿学号＿XXXXXX
手机XXXXXXXXX Email XXXXXXXXXXXX
专业自动化＿班级＿XXXXXXX ＿指导教师及职称＿＿＿XXX＿＿
开课学期2011 至2012 学年第一学期
提交时间2011 年12 月29 日
一、实验摘要
波形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。
例如在通信、广播、电视系统中都需要射频发射，这就需要信号发生器，在工
业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振图
像等，都需要功率或大或小、频率或高过低的信号。
在现代社会中，自动化技术早已渗
透到社会生产的各个领域中，高精度、宽频率、高稳定性的信号发生器对于所属整体系
统的性能改善和提高起着至关重要的作用。
多波形的函数信号发生器是电子实验室的基
础设备之一，目前各类学校广泛使用的是标准产品，虽然功能齐全，性能指标高，但是
价格昂贵，本文所研究的信号发生器采用单片机和DAC0832结合起来，通过数字电子电路向模拟电路转化，该系统虽然性能指标不如标准产品，但是它体积小，成本低，便于
携带等特点，亦可作为电子随身设备之一。
本次创新性实验将由AT89C51单片机和DAC0832数模转换器构成波形发生器，此波形发生器可产生方波、三角波、锯齿波、梯
形波、阶梯波等多种波形，波形的幅值可以用程序进行改变，并可根据需要选择单极性
输出，具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
在本设计的基础上，加
上按键用来更改不同波形之间的切换，实现不同波形的输出。
二、实验目的
在电子设备中，经常需要产生各种波形，本设计要求利用单片机和模数转换芯片组
成波形发生器硬件系统，需要完成下列任务：
（1）能够通过按键控制，产生方波、三角波、锯齿波、梯形波、阶梯波五种波形。
（2）能够通过原理图调试进行改变各个波形的幅度。
三、实验场地及仪器、设备和材料：
（1）AT89C51芯片1个
（2）DAC0832芯片1个
（3）OPAMP放大器芯片1个
（4）电阻2个电容3个可调电阻1个排阻1个
（5）开关6个
（6）Protues软件
（7）晶振1个
（8）示波器1台
四、实验内容
1、实验原理
波形的产生是通过AT89C51单片机执行某一波形发生程序，向DAC0832转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。
AT89C51单片机的最小系统有三种联接方式。
一种是两级缓冲器型，即输入数据经过两级。