关于单片机论文范例,与基于单片机的信号发生器相关论文下载

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摘 要：此设计用单片机AT89C51作为最小系统,利用D/A转换器将数字信号转换成模拟信号,再经过滤波放大,由示波器显示出方波,三角波,锯齿波和正弦波,同时由LED显示器显示其各自的类型以及频率.该信号发生器体积小、成本低、功能强,符合设计要求.

关 键 词：信号发生器,单片机,D/A1.绪论

1.1信号发生器的发展

信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于自动控制和科学实验等领域.它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.

自六十年代以来,信号发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器、扫频信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类.各类信号发生器的主要性能指标也都有了大幅度的提高,同时在简化机械结构、小型化、多功能等各方面也有了显著的进展.

1.2单片机简介

单片机是一种集成在电路芯片,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.单片机具有集成度高、系统结构简单、使用方便、实现模块化等特点,应用于仪器仪表、家用电器、医用设备等领域.从此,单片机开始迅速发展,应用范围也在不断扩大.

2.设计方案

2.1工作原理

当按键按下时,通过程序判断哪个键按下,选好按键后,利用D/A转换器将数字信号转换成模拟信号,再经过滤波放大,由示波器显示出所需的波形,此时LED显示器也会显示其各自的类型以及频率.复位电路则是用于单片机的复位,使单片机接口初始化.图2.1电路原理框图

2.2实现功能

（1）本方案所使用的8位LED显示器,采用共阴极接法,输入段选码低电平有效,显示输出信号的类型和频率.

（2）本方案通过P1.0和P1.1口控制信号的输入类型.当P1.0等于0,P1.1等于0输出正弦波；当P1.0等于0,P1.1等于1输出三角波；当P1.0等于1,P1.1等于0输出锯齿波.

（3）输出信号幅度：0～5V.

（4）信号频率范围要求：1—1KHZ.

3.硬件电路设计与分析

好的硬件电路既能简化繁琐的程序,又能提高实验的成功率,是设计实验不可或缺的重要部分,必须高度重视.

3.1主控电路

本电路主要采用AT89C51型单片机,它具有如下特点：（1）有可供用户使用的大量I/O口线.（2）内部存储器容量有限.（3）应用系统开发具有特殊性.用89C51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.其中,在设计时钟电路时,我采用了12MHZ和晶振分别接引脚XTAL1和XTAL2,电容C1,C2均选择为30pF.由于频率较大时,三角波、正弦波、方波等波中每一点延时时间为几微秒,故延时时间还要加上指令时间即可得到指定频率的波形.在设计复位电路时,复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,作用是用来抑制噪声.在每个机器周期的S5P2,其输出电平由复位电路采用一次,然后才能得

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3.2键盘接口电路

本设计采用一般的键盘接口,键盘输出信号.具体为：P1.0、P1.1波形选择,其中当P1.0等于0,P1.1等于0输出正弦波,当P1.0等于0,P1.1等于1输出三角波,当P1.0等于1,P1.1等于0输出锯齿波；当P1.0等于1,P1.1等于1输出方波.P1.2、P1.3、P1.4频率由个位,十位,百位调节；P1.5频率加减控制；P1.6跳出循环.

3.3DAC0832芯片与单片机硬件接口设计

由于用示波器显示波形,所以需要一个数/模转换器,将单片机输出的数字量转换成模拟量.此设计采用DAC0832转换器.由于此芯片是电流输出,为了变成电压输出,我们在其后加上一个运算放大器OP07.

3.4LED显示电路

该设计采用LED共阴极数码管显示电路.当某个驱动电路输出端为低电平时,相应的那位点亮,从而显示出波形的种类和信号的频率,在按键时显示出相关信息.添加74LHC573锁存器是为了增加显示的准确性.

4.软件设计流程

4.1程序流程图4.2信号频率采集

本设计通过P1.0和P1.1口来选择波形的类型,然后改变这个频率的个位,十位,百位,进而改变这个频率,接着开启中断,改变D/A转换器,输出波形.

4.3系统仿真波形

矩形波锯齿波正弦波三角波4.4测量仪器

示波器

稳压电流电源

万用表

总结

通过这次单片机培训,我学到了很多书本上没有的知识,尤其在实践方面得到了很好的锻炼.从电路原理图的绘制,到电路元器件的焊接、电路的调试,程序的编写,调试下载,一步步,收益匪浅.在设计过程中,为了达到硬件电路简单,程序可读性高的效果,可以说中间遇到了很多险阻,也花费了大量时间,不过最终还是顺利完成要求.同时在这次设计过程中,老师也帮助了我很多,所以在此感谢老师的细心教导.我会把这次经历当做是一次很好的磨练,我相信以后我会比现在做得更好.（作者单位：沈阳师范大学）

参考文献

[1]张友德,赵志英.单片微型机原理、应用与实验.上海：复旦大学出版社.1993.

[2]郭天翔.新概念51单片机C语言教程入门、提高、开发、拓展全.北京.电子工业出版社2009.1.

[3]王为青,程国刚.单片机KeilCx51应用开发技术.北京：人民邮电大学出版社,2007.

[4]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社,1997.

[5]俞国亮.MCS-51单片机原理与应用M.清华大学出版社.2007.

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