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基于单片机的可调频的简易信号发生器

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单片机课程设计报告题目简易信号发生器设计学院机电工程学院年级10级专业测控技术与仪器班级一班学号**********学生姓名黄志恒指导教师傅国红设计时间2013.6.21目录1.概述 (1)2.系统设计 (2)2.1 方案设计与比较 (2)2.2 设计原理 (2)3.硬件设计 (4)3.1主要器件介绍 (4)3.1.1主控电路 (4)3.1.2数/模转换电路 (5)3.2 单元电路 (6)3.2.1晶振电路 (6)3.2.2复位电路 (6)3.2.3按键接口电路 (7)3.2.4放大电路 (8)3.2.5 端口配置 (9)3.3 器件清单 (10)4.软件设计 (11)4.1 软件功能模块划分 (11)4.1.1 键盘扫描 (11)4.1.2 方波实现过程 (12)4.1.3 三角波实现过程 (14)4.1.4正弦波实现过程 (15)4.2 各功能模块间关系描述 (15)5.系统调试 (17)5.1 硬件调试 (17)5.2 软件调试 (18)5.3 设计效果...................................................... 错误!未定义书签。

结束语. (19)参考文献 (20)1.概述这次课程设计的主要目的是自己动手做一个可以实现简易信号发生器的设计,在设计中考虑到波形可以在一定范围里的频率的调整和不同波形的变换。

可以准确,稳定的讲信号的波形显示出来。

信号发生器应用广泛,种类繁多,性能各异,分类也不尽一致。

按照频率范围分类可以分为:超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。

按照输出波形分类可以分为:正弦信号发生器和非正弦信号发生器,非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器,函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。

按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。

前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。

后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调,并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。

这次课程设计是做基于单片机的信号发生器的设计,将采用编程的方法来实现三角波、方波、正弦波的发生。

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,可按实际的需要调整信号波的频率及波形,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。

2.系统设计2.1 方案设计与比较在设计过程中,我们根据需求利用不同的芯片来生成波形,由此设计了以下三个方案:方案一：采用单片函数发生器（如0832）,0832可同时产生正弦波、方波等,而且方法简单易行,用D/A转换器的输出来改变调制电压,也可以实现数控调整频率,但产生信号的频率稳定度不高。

方案二：采用锁相式频率合成器,利用锁相环,将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需频率上,该方案性能良好,但难以达到输出频率覆盖系数的要求,且电路复杂。

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。

通过比较,鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二的电路复杂,频率覆盖系数难以达标等缺点,所以决定采用方案三的设计方法。

它不仅采用软硬件结合,软件控制硬件的方法来实现,使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证,并且可以随时按照实际的需求来改变信号的波形与频率,使信号发生器能适用于大多数的情况,而且它使用的几种元器件都是常用的元器件,容易得到,且价格便宜,使得硬件的开销达到最省。

信号发生器流程图如图2-1所示.图2-1 信号发生器流程图2.2 设计原理设计一个基于单片机的函数信号发生器,该函数信号发生器可以输出四种波形,有正弦波,锯齿波,三角波,方波。

在此基础上进一步通过复位按钮的调节来实现对波形频率的调节和波形的选择。

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所需要的波形。

AT89S51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AT89S51再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、指示灯及其接口等四部分,即可构成所需的波形发生器,其信号发生器构成原理框图如图2-2所示。

AT89S51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。

当数字信号经过接口电路到达DAC0832单片机进行D/A模拟转换,然后通过运算放大器将波形进行滤波和放大然后将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。

按波形频率计算输出波形两点之间的时间间隔,修改T2的TH0。

具体编程算法是:先去频率的倒数得到周期,再将周期内的波形点数,得到两个点间的时间间隔。

输出参数WAVE_FREQ(波形频率) 。

在得到波点间隔时间。

波点间隔时间Tinterval = (1000000/WAVE_FREQ)/WAVE_POINT 一个周期被分离成若干个点,对应的四种波形的若干个数据存放在以TAB1--TAB4为起始地址的存储器中。

3.硬件设计如图3-1：要实现本系统,需主控电路、数/模转换电路、单元电路划分：晶振电路、复位电路、按键接口电路、放大电路。

3.1主要器件介绍3.1.1主控电路AT89S51单处机内部设置两个16位可编程的定时器/计数器T0和T1,它们具有计数器方式和定时器方式两种工作方式及4种工作模式。

在波形发生器中,将其作定时器使用,用它来精确地确定波形的两个采样点输出之间的延迟时间。

模式1采用的是16位计数器,当T0或T1被允许计数后,从初值开始加计数,最高位产生溢出时向CPU请求中断。

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AT89S51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,AT89S51等待,直到定时器计时结束,产生中断请求,AT89S51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。

如图3-2所示,AT89S51从P0口接收来自键盘的信号,并通过P2口输出一些控制信号,将其输入到8155的信号控制端,用于控制其信号的输入、输出。

如果有键按下,则在读控制端会产生一个读信号,使单片机读入信号。

如果有信号输出,则在写控制端产生一个写信号,并将所要输出的信号通过8155的PB口输出,并在数码管上显示出来。

图3-2 AT89C52电路图3.1.2数/模转换电路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。

由图3-3可知,DAC0832的片选地址为7FFFH,当P25有效时,若P0口向其送的数据为00H, 则U1 的输出电压为0V;若P0口向其送的数据为0FFH时, 则U1的输出电压为-5V. 故当U1 输出电压为0V时,由公式得：Vout= - 5V.当输出电压为- 5V时,可得：Vout= +5V,所以输出波形的电压变化范围为- 5V～+ 5V. 故可推得,当P0所送数据为80H时,Vout 为0V。

123123U U UR R R++=图3-3 数/模转换电路3.2 单元电路3.2.1晶振电路8051单片机有两个引脚（XTAL1,XTAL2）用于外接石英晶体和微调电容,从而构成时钟电路,其电路图如图3-2所示。

电容C3、C4对振荡频率有稳定作用,其容量的选择为30pf,振荡器Y1选择频率为11.0592MHz的石英晶体。

由于频率较大时,三角波、正弦波、锯齿波中每一点的延时时间为几微秒,故延时时间还要加上指令时间才能获得较大的频率波形。

3.2.2复位电路单片机在启动时需进行复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作。

89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。

当系统处于正常工作状态时,且振荡器稳定后,如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU就可以响应并将系统复位。

单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。

1、手动按钮复位手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。

一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。

当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST 端。

由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。

2、上电复位AT89S51的上电复位电路如图2所示,只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端,下接一个电阻到地即可。

对于CMOS型单片机,由于在RST端内部有一个下拉电阻,故可将外部电阻去掉,而将外接电容减至10F。

上电复位的工作过程是在加电时,复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号,此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落,即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。

为了保证系统能够可靠地复位,RST 端的高电平信号必须维持足够长的时间。

上电时,Vcc的上升时间约为10ms,而振荡器的起振时间取决于振荡频率,如晶振频率为10MHz,起振时间为1ms。

在图3-3的复位电路中,当Vcc掉电时,必然会使RST端电压迅速下降到0V以下,但是,由于内部电路的限制作用,这个负电压将不会对器件产生损害。

3.2.3按键接口电路图3-4为键盘接口电路的原理图,图中键盘和8155的PA口相连,AT89S51的P0口和8155的D0口相连,AT89S51不断的扫描键盘,看是否有键按下,如有,则根据相应按键作出反应。

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基于单片机的可调频的简易信号发生器

基于单片机的可调频的简易信号发生器

如何自行处理轻微交通事故轻微交通事故是指机动车在道路上发生的，不涉及人员伤亡，仅造成轻微财产损失的交通事故，如仅车身前后保险杠，车灯，引擎盖，门窗，后视镜等外部部件损坏，车辆可以继续驾驶的。

对于轻微交通事故的，当事人可以自行协商处理。

以下，昆山知名交通肇事辩护在线律师为您详细介绍发生轻微交通事故，当事人如何自行协商处理交通事故。

①查看财产损失情况→②协商交通事故事实及成因，签订书面“事故事实”协议(关键)→③拍照或标划位置后撤离现场→④保险报案/协商赔偿事宜，签订书面赔偿协议(重要)。

第一步：查阅财产损失情况(基础)。

发生交通事故立即停车、拉紧手制动、关闭电源、开启危险报警闪光灯(夜间还应当同时开启示廊灯和后位灯)、设置警告标志牌后，双方当事人简单查看交通事故财产损失情况。

第二步：协商交通事故事实及成因，签定书面“事故事实”协议(关键)。

直观查阅财产损失后，人员立即迁移至路肩或者路面安全地点对事故事实及成因展开协商。

(1)当事人对事故事实及成因达成一致意见的，应当填写《当事人自行解决交通事故协议书》的“事故基本资料”、“事故事实”，并由双方当事人签字确认。

(2)当事人不愿“私了”或者虽然愿“私了”但对事故事实及成因无法达成一致一致意见的，应快速报告执勤的交通警察或者公安机关交通管理部门处置。

注意事项：①事故事实及成因一定要采取书面协议形式，即填写《当事人自行解决交通事故协议书》的“事故事实”，并由双方当事人签字确认;不能采取口头协议方式，以免一旦撤离现场对方翻脸不认人，导致事故现场和事故责任无法认定。

②“事故事实”协议具有“固定”事故现场的效力。

当事人达成一致“事故事实”协议后就事故事实及责任发生争议的，交通管理部门可以立案，在事故现场已经不复存在无法判定的情况下，交警部门将以“事故事实”记述的内容去确认当事人责任;双方当事人还可以共同提出申请展开损害赔偿协商。

第三步：拍照或标划位置后撤离现场。

开题报告,单片机实现一个简单的信号发生器

开题报告,单片机实现一个简单的信号发生器

开题报告,单片机实现一个简单的信号发生器第一篇：开题报告, 单片机实现一个简单的信号发生器单片机实现一个简单的信号发生器一、课题来源及研究的目的和意义1.1课题来源教师虚拟。

1.2研究的目的及意义本课题是基于单片机的信号发生器的设计。

研究本课题可以熟悉c 语言，MATLAB及相关电子器件的功能和用法。

通过对单片机硬件、软件的设计，及硬件与软件的联调后可以进一步熟悉相关的知识，提高利用所学知识解决实际问题的能力。

二、课题所涉及的问题在国内（外）研究现状分析单片微型计算机，简称单片机，是微型计算机的一个分支。

采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算、逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器，随机存取数据存储器，只读程序存储器，输入输出电路等电路集成到一块单块芯片上，构成一个体积小，然而功能较完善的计算机系统。

这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。

单片机诞生20世纪70年代。

当时微电子技术正处于发展阶段，集成电路也属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单。

1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。

到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，像INTEL公司的MCS-51系列。

九十年代以后，单片机获得了飞速的发展，世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。

美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机，引起了业界的广泛关注，特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户。

1990年美国INTEL公司推出了80960超级32位单片机引起了计算机界的轰动，产品相继投放市场，成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。

我国的单片机应用始于80年代，虽然发展迅速，但相对于世界市场我国的占有率还很低。

到目前为止，由于我国的微电子技术和制造工艺都比较落后及国外单片机的竞争等原因，我国还没有设计生产出自己的单片机。

基于51单片机的简易信号发生器

基于51单片机的简易信号发生器

/****************简易信号发生器****************************程序功能：输出正弦波、锯齿波、方波、三角波涉及芯片：TLC5615**********************************************************/#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit din=P3^0;sbit scl=P3^1;sbit cs1=P3^2;sbit key1=P1^0;sbit key2=P1^1;sbit key3=P1^2;sbit key4=P1^3;//sbit w2= P1^0;uchar code sine_tab[256]={//输出电压从0到最大值（正弦波1/4部分）0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab, 0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,0xc7,0xca,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,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,//输出电压从最大值到0（正弦波1/4部分）0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba, 0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99 ,0x96,0x93,0x90,0x8d, 0x89,0x86,0x83,0x80,//输出电压从0到最小值（正弦波1/4部分）0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55, 0x51,0x4e,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,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,//输出电压从最小值到0（正弦波1/4部分）0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08, 0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20, 0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45, 0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x72, 0x76,0x79,0x7c,0x80};uchar bdata date; //位寻址sbit date7=date^7;sbit date6=date^6;sbit date5=date^5;sbit date4=date^4;sbit date3=date^3;sbit date2=date^2;sbit date1=date^1;sbit date0=date^0;void delay(uint t){while(t--);}void write_sip5615(uchar k) {date=k;din=date7;scl=0;scl=1;din=date6;scl=0;scl=1;din=date5;scl=0;scl=1;din=date4;scl=0;scl=1;din=date3;scl=0;scl=1;din=date2;scl=0;scl=1;din=date1;scl=0;scl=1;din=date0;scl=0;}void write_5615(uint k){k<<=2;cs1=0;write_sip5615(k>>8);//送高八位write_sip5615(k);//送低八位cs1=1;}void main(){uint k1=0,k2=0,k3=0,k4=0,i=0,j=0,x=0,z,p;while(1){/* w2=0;delay(500);w2=1;delay(500); */if(key1==0)//按键1检测{k1=1;k2=0,k3=0,k4=0;while(!key1);}if(key2==0) //按键2检测{k2=1;k3=0,k1=0,k4=0;while(!key2);}if(key3==0)//按键3检测{k3=1;k1=0,k2=0,k4=0;while(!key1);}if(key4==0)//按键4检测{k4=1;k1=0,k2=0,k3=0;while(!key2);}if(k1==1)//正弦波write_5615(sine_tab[i]);i++;delay(100);if(i==256)i=0;}if(k2==1)//锯齿波{write_5615(j);j++;delay(100);if(j==250)j=0;}if(k3==1)//方波（次处用单片机的I/O效果更好）{write_5615(10);delay(10000);write_5615(200);delay(10000);}if(k4==1)//三角波{for(z=0;z<301;z++){delay(50);write_5615(z);if(z==300){for(p=300;p>0;p--){if(p==0)break;write_5615(p);delay(50);}}}}}}。

基于单片机的智能信号发生器设计

基于单片机的智能信号发生器设计

基于单片机的智能信号发生器设计基于单片机的智能信号发生器设计摘要本文所设计的系统是利用AT89S52单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源，即采用AT89S52 单片机作为控制核心，而在外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和LED显示灯电路等，通过按键可控制产生方波、锯齿波、三角波、正弦波，同时用LED显示灯指示对应的波形输出。

文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法，单片机AT89S52的基础理论，以及与电路设计有关的各种芯片，并着重介绍了利用单片机控制D/A 转换器产生上述信号的硬件电路设计和软件编程。

本文所设计的系统设计简单、性能优良、性价比高，可用于多种需要低频信号源的场所，具有一定的实用性。

关键词单片机信号发生器D/A转换运算放大基于单片机的智能信号发生器设计Design of intelligent signal generator based on single chipABSTRACTThis article by design of system is using AT89S52 single tablets machine and array die conversion devices DAC0832 produced by required different signal of low frequency signal source, is used AT89S52 single tablets machine as control core, and in perimeter used digital/simulation conversion circuit (DAC0832), and operational amplifiercircuit (LM324), and press and LED display lamp circuit,, by press can control produced square, and sawtooth wave, and triangle wave, and sine wave, while with LED display lamp indicates corresponds of waveform output.Brief introduction of DAC0832 in the text structure and the use method of digital-analog converter, basic theory of single-chip microcomputer AT89S52, and chip and circuit design, and focus on using d/a converter producing such signals on single chip microcomputer design of hardware circuit and software programming.This simple system designed by design, excellent performance, cost-effective, places with low frequency signal source can be used for a variety of needs, with a certain degree of practicality.Key words The single chip computer The signal generator D/ A conversion Operational amplifier基于单片机的智能信号发生器设计目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)2 系统设计 (3)2.1 系统方案的选择 (3)2.2 控制芯片的选择 (3)3 系统硬件设计 (4)3.1 基本原理 (4)3.2 单片机介绍及资源分配 (4)3.2.1 单片机的介绍 (4)3.2.2 资源分配 (9)3.3 各部分电路原理 (9)3.3.1 键盘电路原理 (9)3.3.2 LED显示电路原理 (11)3.3.3 DAC0832芯片原理 (12)3.3.4 LM324工作原理 (15)4 系统软件设计 (17)4.1 主程序流程图 (17)4.2 子程序流程图 (18)5 测试结果 (23)6 结论 (25)致谢 .................................................................................................. 错误!未定义书签。