基于单片机的函数信号发生器设计

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基于单片机的函数信号发生器设计

基于单片机的函数信号发生器设计

基于单片机的函数信号发生器设计1引言函数信号发生器是一种用于生成常用函数信号的仪器仪表,主要用于电子测试、数据采集和计算机仿真系统中。

由于仪器价格昂贵、操作复杂、生成信号精度一般,因此基于单片机来设计函数信号发生器就显得尤为重要和实用。

本文介绍以单片机(MCU)作为控制核心设计函数信号发生器的原理及其实现过程。

2相关技术使用单片机作为函数信号发生器的核心控制,就需要按照以下步骤实现:(1)主控芯片的选择:单片机有着多种型号,用来实现函数信号发生器时,应选择具有较丰富的资源和功能特性的以太网芯片,以保证其对复杂信号系统的支持。

(2)信号频率的控制:信号频率的控制是函数信号发生器的重要功能,主要利用单片机的定时中断和PWM模块实现,单片机的定时中断功能可以实现对定义频率的准确控制;PWM模块可以进行频率的精确控制,并能实现调频的模拟信号输出。

(3)信号特征的定义:函数信号发生器可以制定正弦、方波、三角波或矩形波等信号,其信号形式定义很精确,且可以任意调节信号幅度、频率、波形等特性,这就要求用单片机控制信号特征,实现对波形信号的可调控,进而实现任意设置周期内任意特征信号。

(4)模数转换:单片机通过AD转换模块,实现对外部信号的采样和转换,并将转换后的数据存入内部影象存储器,然后根据采样参数的设置改变信号,实现信号发生。

3系统设计根据以上技术步骤,确定了基于单片机的函数信号发生器的设计模式,并根据主控芯片的性能参数和功能要求,确定了STM32系列芯片作为控制主模块,由它完成函数信号发生器的主控制功能,具体实现步骤如下:(1)MCU主模块的选择:STM32系列芯片主要以ARM Cortex-M内核为核心,内部集成了DMA、多种定时器、CAN、USB、IIC、ADC/DAC 等功能,因此选用该系列的芯片即可大大提高系统结构的灵活性和效率。

(2)信号函数参数的确定:正弦波、三角波、矩形波和方波等信号波形参数可以根据信号源参数进行确定,可以分析出正弦波、三角波、矩形波和方波的频率,幅值和偏移量等参数。

基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版

基于单片机的函数信号发生器毕业设计完整版

摘要本文介绍一种用AT89C51单片机构成的波形发生器,可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形,波形的周期可用程序改变,并可根据需要选择单极性输出或双极性输出,具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。

文章给出了源代码,通过仿真测试,其性能指标达到了设计要求。

关键词:单片机;DAC;信号发生器目录摘要............................................................... 目录............................................................... 第一章绪论..........................................................1.1单片机概述......................................................1.2信号发生器的分类................................................1.3研究内容........................................................ 第二章方案的设计与选择..............................................2.1方案的比较......................................................2.2设计原理........................................................2.3设计思想........................................................2.4设计功能........................................................ 第三章硬件设计......................................................3.1硬件原理框图....................................................3.2主控电路........................................................3.3数、模转换电路..................................................3.4按键接口电路....................................................3.5时钟电路........................................................3.6显示电路........................................................ 第四章软件设计......................................................4.1程序流程图...................................................... 第五章总结与展望.................................................... 致谢............................................................... 参考文献............................................................. 附录1电路原理图..................................................... 附录2 源程序......................................................... 附录 3 器件清单......................................................第一章绪论1.1单片机概述随着大规模集成电路技术的发展,中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口,以及其他一些计算机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机,简称为单片机。

基于单片机的函数信号发生器设计设计

基于单片机的函数信号发生器设计设计

摘要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。

目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器,且特殊波形发生器的价格昂贵。

所以本设计使用的是AT89C51单片机构成的发生器,可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形,波形的频率可用程序控制改变。

在单片机上加外围器件距阵式键盘,通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择,并用了LCD显示频率大小。

在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换,再通过运放进行波形调整,最后输出波形接在示波器上显示。

本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。

在介绍DAC0832芯片特性的基础上,论述了采用DAC0832芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。

对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。

该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波。

关键词:信号发生器单片机 DAC0832 波形调整 LEDAbstractSignal-generator is a kind of signal source in common use, broadly applied at the electronics electric circuit, auto control system and teaching experiment etc. Currently used mostly function signal generator signal generator, waveform generator and a special price of expensive . So the dissertation is usage of the AT89s51 single-chip microcomputer constitute of wave-form generator, which can generate triangle wave, square wave, sine wave etc variety wave-form, the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the machine, plus independence type keyboard , which can control wave increase or decrease of form-frequency and the choice of wave-form, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0832 to carry on a DA conversion,again pass operation amplifier to put an end exportation wave-form. This design has advantage of simple circuit, tightly packed structure, cheap price, superior function etc.Based on the introduction of MAX038 , we discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator. We described the control of the oscillatory frequent , amplitude and the digital display in detail. Thegenerator can output three kinds of waves : sine wave , square wave , triangle wave.Keywords:signal generator MCU DAC0832wave-form adjustment LED1目录摘要 (2)第1章绪论1.1 课题的来源与技术背景 (5)1.2 研究信号发生器的目的及意义 (5)1.3 主要研究内容 (6)第2章电路方案的确定2.1 方案的提出和选择 (8)2.2 电路框图及工作原理 (9)第3章单元电路设计3.1 单片机模块 (10)3.2 电源模块 (11)3.3 D/A转换模块 (12)3.4 键盘输入模块 (15)3.5 显示模块 (16)3.6 I/V转化模块 (17)第4章电路软件设计4.1 系统总框图 (19)4.2 显示子程序 (20)4.3 按键子程序 (21)第5章设计实现与总结错误!未定义书签。

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现一、引言函数信号发生器是一种用于产生不同形式的函数信号的仪器。

在电子领域中,经常需要使用函数信号进行信号调试、测试和仿真。

传统的函数信号发生器通常较为昂贵,而基于单片机的函数信号发生器则能够以较低的成本实现,并且具有良好的可调节性和稳定性。

本文将介绍基于单片机的函数信号发生器的设计与实现。

二、设计原理基于单片机的函数信号发生器主要由以下几部分组成:单片机控制模块、波形发生模块、幅度控制模块、频率控制模块和显示模块。

其中,单片机控制模块采用单片机进行控制和信号生成,波形发生模块用于产生不同形式的函数信号,幅度控制模块用于调节信号的幅度,频率控制模块用于调节信号的频率,显示模块用于显示当前的信号参数。

三、基本功能和设计过程1.单片机控制模块的设计:选择合适的单片机,搭建合适的电路,并进行相应的编程。

具体的控制程序需根据单片机型号和要求进行设计和实现。

2.波形发生模块的设计:选择合适的波形发生电路,包括正弦波、方波、三角波等。

这些波形的发生可以采用基于单片机的数字方法生成。

3.幅度控制模块的设计:通过调节电路中的阻值来实现对信号幅度的调节。

可以使用模拟方法或者数字方法实现。

4.频率控制模块的设计:通过调节电路中的电容或者电阻来实现对信号频率的调节。

可以使用模拟方法或者数字方法实现。

5.显示模块的设计:选择合适的显示设备,如LCD液晶显示屏,将信号的参数通过单片机发送到显示设备上进行显示。

四、设计实例以基于PIC16F877A单片机的函数信号发生器为例,简要介绍其设计与实现步骤。

1.单片机控制模块的设计:选择PIC16F877A单片机,并搭建相应的电路。

使用C语言编写程序,根据用户的输入和要求,通过PWM或DAC控制输出信号的幅度和频率。

2.波形发生模块的设计:根据需要,选择合适的波形发生电路进行设计。

可使用PIC16F877A的PWM输出产生正弦波,方波和三角波等。

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现

基于单片机的函数信号发生器的设计与实现
本设计中要求用液晶显示器显示输出信号的频率和波形的性质等信息而这些信息在信号输出的时候是需要随按键的输入而时刻改变的所以设计中选用液晶显示器lcd1602它可以显示字母及其他符号这样保证了波形的性质以及频率能够完全显示出来由单片机的p00p07口输出显示数据
基于单片机的函数信号发生器 的设计与实现
姓名:刘作东 班级:电子1071班
这部分计算位数较多,不适合用单片机编程来计算计数初值, 所以本设计中将各频率的计数初值算出,让单片机按控制命令来查 表控制频率。 正弦波和三角波的频率控制方法都与上述方法相同,而方波的
频率控制是半周期计数,经过半周期只需改变输出为最大或最小电
平即可。
2 占空比控制
当切换按键切换到方波输出的时候,这时波形的占空比可以进
学号:1071205142
专业:电子信息工程 指导老师:庄立运
一、文献综述
信号发生器亦称函数发生器,主要作为实验用信号源,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的搭接而成,波形种类多为锯齿、 正弦、方波、三角等波形。用分立元件组成的函数发生器,通常是 单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,不易调试;用集成芯片的 函数发生器,可达到较高的频率和产生多种波形信号,但电路较为复 杂且不易调试。利用单片集成芯片的函数发生器,能产生多种波形, 达到较高的频率,且易于调试;利用专用直接数字合成DDS芯片的函数 发生器,能产生任意波形并达到很高的频率,但成本较高。
字量,再由D/A转换器将数字量转化为模拟电流输出,通过运放转化为
模拟电压输出。 因为D/A数模转换器的最大输出电压是由其输入的基准电压来控制的,
所以只要能控制D/A的基准电压便可以控制输出幅度,实现幅度可调。

基于单片机的函数信号发生器设计设计

基于单片机的函数信号发生器设计设计

基于单片机的函数信号发生器设计设计基于单片机的函数信号发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备。

它利用单片机控制并产生不同频率、幅度和相位的信号,可以应用于实验室教学、科研实验、电子设备测试等领域。

本文将详细介绍基于单片机的函数信号发生器的设计原理、硬件实现、软件设计和功能实现等方面。

设计原理函数信号发生器的基本原理是使用振荡电路产生基准信号,再通过放大和滤波电路得到所需频率和幅度的信号。

传统的信号发生器采用模拟电路实现,如RC振荡器和多谐振荡器等。

而基于单片机的信号发生器则利用单片机高度集成的特点,通过软件控制实现信号的产生。

硬件实现振荡电路可以采用单片机内部的定时器/计数器模块来实现。

通过合理设置定时器的工作模式、时钟频率和计数值,可以产生所需的频率信号。

放大和滤波电路用于将振荡电路产生的小幅度信号放大到所需的幅度,并进行滤波处理,消除杂散和谐波。

AD转换电路用于将模拟信号转换为数字信号,以供单片机进行处理和输出。

可以采用单片机内部的ADC模块或外部的ADC芯片来实现。

软件设计单片机的驱动程序用于初始化相关外设,如定时器、IO口和ADC等,并提供相应的读写函数接口。

信号发生器的控制程序通过设置定时器的工作模式和时序控制,生成不同频率和波形的信号。

通过ADC转换获得外部设置的幅度参数,并通过PWM输出产生所需的幅度信号。

功能实现波形选择功能通过软件控制输出不同类型的波形信号,如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。

频率调节功能通过改变定时器的工作模式和时钟频率,实现信号频率的调节。

可以设置不同的频率范围和分辨率,满足不同应用的需求。

幅度调节功能通过ADC转换获取外部设置的幅度参数,并通过PWM输出产生所需的幅度信号。

可以设置不同的幅度范围和分辨率,实现信号幅度的调节。

相位调节功能通过改变定时器的时序控制,实现信号相位的调节。

可以设置不同的相位范围和分辨率,满足不同实验或测试的需求。

总结基于单片机的函数信号发生器是一种功能强大、灵活性高的电子设备。

基于单片机的函数信号发生器设计

基于单片机的函数信号发生器设计

基于单片机的函数信号发生器设计引言:函数信号发生器是一种能够产生各种不同波形的仪器,广泛应用于电子实验、仪器仪表测试等领域。

传统的函数信号发生器通常由模拟电路实现,但使用单片机来设计函数信号发生器具有灵活性高、可编程性强的优点。

本文将介绍一种基于单片机的函数信号发生器的设计。

一、设计原理单片机函数信号发生器的设计基于数字信号处理技术,通过使用单片机的计时器和IO口来产生各种不同形状和频率的波形。

其主要步骤如下:1.选择适当的单片机选择一款拥有足够IO口和计时器功能的单片机作为控制核心。

可以使用常见的单片机如ATmega16、STM32等。

2.设计时钟电路通过外部晶振或者内部时钟源,提供稳定的时钟信号。

3.波形生成算法选择合适的波形生成算法,根据算法设计相应的程序来生成正弦、方波、三角波等不同波形。

4.输出接口设计设计输出接口,可以使用模拟输出电路将数字信号转化为模拟信号输出到外部设备,也可以使用DAC芯片来实现模拟输出。

二、硬件设计1.单片机选型在选择单片机时,需要考虑到所需的IO口数量、计时器数量和存储器容量等因素。

对于初学者来说,可以选择ATmega16单片机,它拥有足够的IO口和计时器资源。

2.时钟电路设计为了使单片机能够稳定工作,需要提供合适的时钟信号。

可以使用外部晶振电路或者内部时钟源。

同时,还需要添加滤波电路来排除干扰。

3.输入电路设计如果需要通过键盘或者旋钮来调节频率和幅度等参数,可以设计相应的输入电路。

可以使用AD转换器来将模拟信号转化为数字信号输入到单片机。

4.输出电路设计为了将数字信号转化为模拟信号输出到外部设备,可以使用RC电路或者声音音箱等输出装置。

三、软件设计1.程序框架设计设计程序框架,包括初始化配置、波形生成循环、参数调整等部分。

2.波形生成算法编写根据所选的波形生成算法,编写相应的程序代码。

可以使用数学函数来生成正弦波、三角波等形状,也可以采用查表法。

3.输入参数处理根据设计要求,编写处理输入参数的程序代码,实现参数调整、频率设置等功能。

基于单片机的函数信号发生器

基于单片机的函数信号发生器

基于单片机的波形发生器一设计目标设计一台基于单片机的函数信号发生器,能实现以下基本功能:1、波形:方波、正弦波、三角波、锯齿波2、幅值电压:0V到5V3、频率:0K到10K4、输出极性:双极型。

使用操作如下:1、上电,系统初始化,数码管显示6个0,等待输入设置命令。

2、按“F”、“V”、“W”键,分别进入频率、幅值、波形设置,数码管显示“-”。

输入相应的参数,显示参数值,按“CL”键,清除所有已设定参数,参数设定完毕按“EN”键,数码管显示波形的编号、频率、电压幅值等。

3、波形发生器输出信号时,按下任意键可停止信号输出,等待重新设置参数。

4、要停止使用波形发生器,可按复位按键,将系统复位,然后关闭电源。

二方案选择1、MCU方案目前市场上的单片机种类繁多,各有长短。

其中51系列单片机技术成熟,价格低廉,是应用最广泛的单片机系列。

A T89C51单片机是51系列当中的一种,它是美国A TMEL 公司的8位Flash单片机,以MCS-51为内核,其内部具有4K FEPROM,可以满足一般的小应用系统的程序存储要求。

为了缩小硬件电路空间,这里可以选择20dip封装的A T89C2051单片机,这个CPU除了没有P0口、P2口及其它4个控制管脚外其他功能与A T89C51完全一样。

2、人机交互电路方案人机交互主要分为用户输入和系统输出两个部分(这里只讨论对用户输入数据的回显总分,波形的输出总分在后面讨论)。

最常用的用户输入工具是键盘,键盘和显示往往是紧密地联系在一起,成对出现的,市场上因此也就有多种键盘显示控制器。

人们通常的键盘选择方案有以下几种:1)用通用可编程并行接口芯片8255构成一个键盘显示控制器,这是一种常用的方案,因为8255使用简单,货源充足,尤其适用于简单的系统中。

2)专用可编程键盘显示控制器8279也是一种常用的键盘显示选择方案,8279与MCU的接口是通过并行数据口相联的,可以同时控制8位数码管显示和8×8键盘矩阵,由于数据的输入输出口都是并行数据口,因此线路连接比较复杂。

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基于单片机的函数信号发生器设计所用元器件:基于单片机的函数信号发生器1.设计目的1.学习使用keil编程,使用Altium Designer绘制原理图;2.使用单片机产生正弦波、方波、三角波、锯齿波并可通过按键对波形切换、幅值和频率的调整;3.学习使用示波器显示波形;2.设计原理基于单片机的函数发生器原理以STC89C51为整个函数发生器的核心部分,通过编写程序和执行程序,运用示波器显示出四种波形,分别是正弦波、三角波、方波和锯齿波。

本设计拥有五个按键,分别实现波形的切换,改变波形的频率和幅值的大小。

芯片DAC0832将数字信号转换成模拟信号输出并通过外接运算放大器OP07实现电流向电压的转换,最后通过示波器显示出波形。

3.设计内容3.1基本设计内容本次设计的主要内容是设计一个基于单片的函数信号发生器实现正弦波、三角波、方波和锯齿波。

利用单片机设计程序,使其能够通过按键有效切换四种波形,并且实现波形幅值和频率的调整满足本设计的要求,进行硬件系统和软件系统的设计,最后调试完成本次设计。

LCD1602液晶显示波形种类、幅值以及频率。

频率的可调范围在1—10HZ,幅值可调范围在1—5V。

显示屏上显示参数,第一行显示波形。

第二行左边显示波形频率,右边显示波形幅值。

本设计由五个功能按键,分别进行波形切换,加减幅值和加减频率。

电压在示波器上显示,硬件原理示意图,如图1.1所示。

图1.1 硬件原理设计图3.2模块设计3.2.1单片机最小系统模块本设计STC89C51为整个函数发生器的核心部分,单片机、时钟电路和复位电路构成单片机的最小系统,如图2.1所示。

图2.1单片机最小系统模块原理图晶体谐振器是时钟电路的重要组成部分,将晶体谐振器放入电路,上电后它会产生机械振荡,单片机凭借晶体谐振器的频率运行所设计出来的频率,所以说晶体谐振器的频率是单片机操作时间规律,保证单片机平稳的工作。

晶体谐振器是控制CPU的时钟频率的。

频率控制运行速度。

晶体谐振器虽然是振荡电路的一部分,但是它自身不会产生震荡,它会有一个固定的频率,然后与外围电路发生谐振。

谐振的产生需要晶体谐振器固定频率和外围电路的频率一致,如果差距大,或者根本对不上则会使电路不在振荡。

单片机会根据实际所能承受的晶体谐振器频率来选择自己的运行频率,不会因为晶体谐振器频率快单片机运行就快,频率慢单片机运行速度就会降低。

复位电路包含一个电容、两个电阻包括一个接地电阻和一个复位按键,电容和电阻采用值为10μF和10K。

复位电路让单片机回到原始工作状态,RST复位引脚高电平有效,高电平有效的持续时间应为24个时钟周期以上,才能有效复位。

根据公式电容的充电时间为t=R*C,则电容的充电时间为100ms,充满使得单片机复位。

电容充满,与地相接的的电阻电压、电流都降为零,在开机上电的0.1s钟内,单片机系统会自动复位,在单片机工作期间,按下复位按键,电容放电,接地电阻出现电压,单片机复位松开按键,电容充电,几个毫秒之后单片机开始工作。

3.2.2显示模块LCD1602能同时显示32个字符。

LCD1602采用的是数据并行接法,特点主要是使用方便,需要很多的I/O口,函数发生器设计中I/O口是够用的,所以可以使用这种数据传输方式。

八位的数据赋给I/O口。

读取数据时也只要读取整个I/O口。

LCD1602显示模块,如图2.2所示。

图2.2显示模块原理图3.2.3 D/A转换电路DA转换模块由DAC0832、OP07运算放大电路组成,DAC0832作为函数发生器数模转换模块的核心芯片,转换时间为1us,工作电压为+5v~+15v,基准电压为正负10v。

它主要由两个8为寄存器和一个8位D/A转换器组成,片内有输入数据寄存器,所以芯片可以直接与单片机相接。

DAC0832以电流的形式输出信号,所以需要在Iout后接一个OP07运算放大器,把输出电流信号转换成电压的形式,供示波器显示,在信号输出之前OP07输出口接一个电阻和一个电容组成一个简单的滤波电路,用来抑制其他杂波,得到正常信号。

D/A转换模块,如图2.3所示。

图2.3 D/A转换模块原理图3.2.4提供运放电源电路DAC0832输出的是电流信号,要将电流转换成电压,OP07运算放大器需要提供正负10v的电压,在单片机与计算机通信时需要加电平转换芯片,MAX232可以完成电平转换功能,因此MAX232芯片上可以找到正、负电压。

根据测量,MAX232芯片的2、6引脚分别输出+10v和-10v左右的电压,所以可以作为运算放大器OP07的电源电压,分别接在运放两端,MAX232芯片,如图2.4所示。

图2.4 MAX232原理图4.硬件设计调试4.1测试仪器为确保硬件和软件的正确性及完善性,需要一些测试仪器进行调试,硬件调试所需仪器如表3.1所示:硬件调试所需仪器数量电脑1台万用表1个USB线1条示波器1台连接板子和示波器的探头线1条4.2硬件调试过程硬件调试是设计是否能成功的关键,通过调试可以检查板子是否能正确运行以及检测设计功能是否按要求实现。

画原理图很多细节需要注意,原理图的正确性很重要,这关系到板子的焊接和实现,原理图布局划线最好规整,本设计需要焊接的元器件不多,但焊接时还是需要认真检查特别注意的,比如短距离焊点的焊接方法,或是线与线之间很近,线与焊盘之间距离太小,线细易断等。

在线密集的地方避免焊接在一起,同时还要避免虚焊、短路、断路等现象。

按照原理图有顺序的焊接器件,从低到高焊接,芯片的焊接需要注意,不可将芯片直接焊上。

在焊接的时候看见虚断的线路,需要用焊锡补,在拉焊锡时为了避免影响其他的线路,在拉完焊锡的路径上进行检测,检查相关电路的连通和无关电路的隔断,找出问题电路线,并及时改正。

在焊完电路以后检查电路的可实际操作性是一定需要的,因为在焊接的时候芯片很容易出现问题,板子上有些元件接口还加有跳线,需要检查是否有正确连接,有无短路、断路、线的连通性,跳线有没有松动等,对照电路图按照顺序逐一对照检查。

板子实物图,如图3.1所示。

图3.1 板子实物图上电后,板子上的最小系统的复位按键,按下是否能复位,LED灯点亮。

检测完毕后在进行下一步的调试工作。

板子通电时不要急于把重要的芯片插上,更不能将芯片或电源插反,若电路出现问题很有可能将芯片烧坏。

通电后查看显示屏能否正常显示。

若板子出现异常现象,例如异常气味、出现烟雾和器件发烫等现象,立即切断电源。

如果测试没有任何问题,硬件也确定是好的,结束硬件调试下载正确程序,并连接示波器。

(1)板子上电后,通过示波器显示频率为1HZ,幅值为5V的正弦波。

图3.2 正弦波实现图(2)通过按键,实现频率和幅值的调整,示波器上显示调整后的正弦波波形,频率为5HZ,幅值为2V。

图3.3 正弦波实现图(3)通过波形切换按键,将正弦波波形切换到三角波波形,并通过示波器上显示频率为5HZ,幅值为2V三角波波形。

图3.4三角波实现图(4)通过波形切换按键,将三角波波形切换到方弦波波形,并通过示波器上显示频率为5HZ,幅值为2V方波波形。

图3.5 方波实现图(5)通过波形切换按键,将方弦波波形切换到锯齿波波形,并通过示波器上显示频率为5HZ,幅值为2V方波波形。

图3.6 锯齿波实现图4.3 调试所遇问题及解决办法将元器件根据原理图焊接在板子上后,给板子上电,单片机最小系统没有异常,液晶显示屏正常,MAX232芯片在上电几分钟后芯片发烫,立刻切断电源,并检查原理图各个引脚是否焊接正确,地和电源是否焊接错误,检查有无短路现象,发现无误,再次上电,其他模块正常运作,MAX232芯片仍然发烫,断电后将芯片取下,给板子供电,用万用表测量DAC0832输出引脚,万用表显示有电流输出,可以确定DAC0832芯片正常运作。

这时将MAX232换下,换成一个升压模块电路,对OP07运放提供正负电压,将模块接入后,上电,发现几分钟后升压模块也迅速发烫,切断电源将模块取下,这时通过查找资料后发现OP07正负10V引脚接反,这时将OP07运放的正负电源输入端口引脚反过来,将MAX232芯片的6引脚与运放OP07的4引脚相接,之后再将MAX232芯片的2引脚与运放OP07的7引脚相接。

4.4调试结果通过对软件和硬件的检查,反复的修改和调试,上电后,电源指示灯正常亮,LCD1602液晶显示屏可以正常显示波形种类、幅值和频率大小,按下按键后,相应的显示屏显示的内容会有所改变,示波器显示正确的波形,本设计可以手动复位。

5.软件调试基于单片机函数信号发生器是由硬件和软件来相互结合实现的,任一部分存在问题都会影响总体功能,达不到预期效果。

在本设计确定硬件电路没有问题以后,就开始对软件的调试了。

由于软硬件相互结合,根据题目要求设计硬件电路,查看相关资料以及整合相关电路功能及性能,将硬件电路设计出来,确定好硬件电路后,根据要实现的硬件功能,软件设计也会逐步确定下来。

根据函数发生器所要实现的具体功能设计出合理的程序结构。

单片机的软件设计调试主要有两种,一是使用软件仿真进行调试,运用计算机软件区模拟单片机环境的指令执行,并虚拟单片机内部资源从而实现功能演示。

另外一种就是通过软硬件结合来进行程序的调试,使用Keil软件编译好程序下载到单片机中,然后在系统中观察软件功能是否实现。

在本次设计中我们先使用proteus对本设计进行仿真,之后再运用软硬结合下载进单片机的方式完成本次设计。

6.心得体会为期两周的单片机实训结束了,我们小组学到了很多东西。

随着电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,我们学习了单片机这门课程,感觉是有点难,不过在学习中,我才发现学习单片机不仅仅需要软件的知识,还需要硬件的知识。

单片机是一门很好的学问,需要我们去钻研它。

说起本次设计,我认为最重要的就是做好设计的预习,认真的研究老师给的题目,选一个小组成员都感兴趣的题目。

其次,老师在实验课上的讲解要认真的去听去想,因为只有都明白了,做起设计就会事半功倍,如果没弄明白,就迷迷糊糊的去选题目做设计,到头来一点收获也没有。

最后,要重视程序的规范,便于修改,也要注重程序的调试,掌握其方法。

在全组人竭尽全力,程序编写成功,这是我们共同努力的结果,在享受我们成果之时,不得不感慨单片机的重要性,所以为期两周的单片机课程设计没有浪费我们学到了很多知识,本次设计和课堂上老师所讲的内容有所相似,需要我们在结合所学只是上进一步升华。

也让我们对单片机有了更深一步的了解,虽然最后结果是出来了,可这与老师的精心指导是分不开的她引导我们的思路,所以老师是功不可没的。

总而言之,单片机课程设计对于我们有很大的帮助,我们从中受益匪浅。

附录1原理图Protues仿真图。

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