基于DAC0832芯片的简单信号发生器设计

东 北 石 油 大 学

课 程 设 计

2012年3月 9 日

课 程 单片机原理及应用课程设计

题 目 基于DAC0832芯片的简单信号发生器设计

院 系 电子科学学院

专业班级

学生姓名

学生学号

指导教师

东北石油大学课程设计任务书

课程 单片机原理及应用课程设计

题目 基于DAC0832芯片的简单信号发生器设计

专业班级 姓名 学号

一、设计目的：训练学生综合运用己学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术开发工作，掌握单片机程序设计、调试，应用电路设计、分析及调试检测。

二、设计要求：

1. 应用MCS-51单片机设计基于DAC0832芯片的简单信号发生器；

2. 频率范围：0-1KHZ，输出电压：方波Up-p>3V，正弦波Up-p> 1V，波形特性：方波tr<100us，正弦波非线性失真系数r<5%；

3. 硬件设计根据设计的任务选定合适的单片机，根据控制对象设计接口电路。设计的单元电路必须有工作原理，器件的作用，分析和计算过程；

4. 软件设计根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的程序，进行调试并打印程序清单；

5. 原理图设计根据所确定的设计电路，利用Protel等有关工具软件绘制电路原理图、PCB板图、提供元器件清单。

三、参考资料：

[1] 单片微型计算机与接口技术，李群芳、黄建编著，电子工业出版社；

[2] 单片机原理及应用，张毅刚编著，高等教育出版社；

[3] 51系列单片机及C51程序设计，王建校，杨建国等编著，科学出版社；

[4] 单片机原理及接口技术，李朝青编著，北京航空航天大学出版社；

完成期限 2012.3.5—2012.3.9

指导教师

专业负责人

2012年 3 月 2 日单片机课程设计

I 目 录

目 录.......................................................................................................................... I

第1章 概 述 ........................................................................................................ 1

第2章 信号发生器的原理 .................................................................................. 2

2.1 AT89C51芯片的简单介绍 ........................................................................ 2

2.2 数模转换器DAC0832的简单介绍 ......................................................... 4

2.3共阳数码管和运算放大器LM358............................................................ 6

第3章 硬件电路设计 .......................................................................................... 7

3.1 单片机最小系统........................................................................................ 7

3.2 电源电路的设计........................................................................................ 8

3.3 D/A转换接口电路的设计........................................................................ 8

第4章 程序设计 .................................................................................................. 9

4.1 主程序设计............................................................................................... 9

4.2 信号发生器源程序................................................................................. 10

第5章 总 结 ...................................................................................................... 14

参考文献................................................................................................................. 15

单片机课程设计

1 第1章 概 述

信号发生器是一种常用的信号源，广泛用于电子电路、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模拟电路组成的，体积大、可靠性差、准确度低、并且用于低频时，其RC要很大，大电阻，大电容在制造上有困难，参数准确度难以保证，漏电损耗大。本文介绍一种利用AT89C51单片机构成的信号发生器，可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波和脉冲信号等多种波形，其频率可用程序改变，并可根据需要选择单极性或双极性输出。此信号发生器电路，结构紧凑，价格低廉，性能优越。本文介绍其硬件系统和软件系统的设计方法。

微型计算机是大规模集成技术发展的直接产物。自大从1971年4月位微处理器部世以来，微型计算机主要从两个方向的发展：一个是高速度、高性能的高档微型机，别一个是小而廉，稳定可靠的单片机。

单片机也称为微控制器MCU（Microcontroller）,它实际上是把中央处理器CPU，随机存储器、只读存储器ROM（只读记忆）、定时器/计数器以I/O接口电路等主要计算机部件，集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了系统的含义。

现在单片机的应用已日益广泛深入，诸如在仪器仪表、家用电器、专用设备的智能化以及过程控制等方面，单片机都能扮演着越来越重要的角色。

本课程设计是对简易低频信号发生器的研究。 单片机课程设计

2 第2章 信号发生器的原理

2.1 AT89C51芯片的简单介绍

1．主要特性：

⑴、与MCS-51 兼容

⑵、4K字节可编程闪烁存储器

⑶、全静态工作：0Hz-24MHz

⑷、三级程序存储器锁定

⑸、128*8位内部RAM

⑹、32可编程I/O线

⑺、两个16位定时器/计数器

⑻、5个中断源

⑼、可编程串行通道

⑽、低功耗的闲置和掉电模式

⑾、片内振荡器和时钟电路

2．管脚说明：

图2-1 AT89C51引脚图 单片机课程设计

3 VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当单片机课程设计

4 /EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

2.2 数模转换器DAC0832的简单介绍

DAC0832是美国数据公司的8位双缓冲D/A转换器，片内带有数据锁存器，可与通常的微处理器直接接口。电路有极好的温度跟随性。使用CMOS电流开关和控制逻辑来获得低功耗和低输出泄漏电流误差。其主要技术指标如下：

⑴、电流建立时间1μs

⑵、VREF输入端电压±25V

⑶、分辨率8位

⑷、功率耗能200mW

⑸、最大电源电压VDD17V

DAC0832的引脚信号如图2-2所示：

图2-2 DAC0832的引脚信号

D/A转换器的主要特性指标包括以下几方面：