基于51单片机波形发生器的设计与实现开题报告

本科毕业设计（论文）题目基于单片机的波形发生器的实现与设计学生姓名专业班级学号院（系）指导教师(职称)完成时间摘要本文介绍了一种基于单片机的波形发生器的设计，整个系统通过单片机STC89C52控制外围数码管显示电路以及参数调节等实现正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波五种波形的输出显示。

该波形发生器主要由两部分组成：系统硬件设计和系统软件设计，在系统硬件设计中，以STC89C52单片机为核心，通过I/O接口设计，扩展了D/A转换模块、同时用LED显示灯指示对应的波形。

并且采用画图软件软件PROTEUS99SE画出原理图，设计并制作波形发生器的印制电路板（PCB）。

系统软件设计是在KeilC的集成开发环境下采用汇编语言完成的，包括主程序、四种波形产生子程序、按键功能子程序和显示子程序等模块。

本系统可以实现波形频率、幅度实时可调，功能灵活，系统的开发成本在百元内，具有测量精度高，误差小、功耗低，数据传输速度较快，可靠性高等特点，有一定的开发价值。

实验表明，设计系统的测试结果与实际波形的频率和幅度一致。

关键词：波形发生器；STC89C52；LED；PCBAbstractThis article describes the the design of the waveform generator based on single-chip, the entire system through the microcontroller STC89C52 controls the led that can finish convertting five waveform analog output of sine wave, square wave, triangle wave, saw tooth wave and pulse wave. The waveform generator consists of two parts: system hardware design and system software design, in the system hardware design, the microcontroller STC89C52 is the core of the design, through I/O interface design to extend the DA converter module, waveform selector buttons, as well as LED to display .And through the SCM simulation software PROTEUS99SE to design and produce of the printed circuit board (PCB) of the waveform generator. System software design is done with assembly language in the integrated development environment KeilC, including the main Program, four waveform generator subroutine, key functions and display subroutines modules.This system can realize that frequency and amplitude of waveform is real-time adjustable and flexible. The system development costs is in the hundred with a high accuracy, the error is small, low power consumption, faster data transfer speeds, high reliability, there is a certain development value. The tested frequency and amplitude of the system is consistent with the actual waveform.Keywords：waveform generator；stc89C52；led；pcb目录1绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.1.1 本课题的研究现状 (1)1.1.2 选题目的及意义 (2)1.2 设计基本要求 (3)2波形发生器系统方案设计与论证 (4)2.1 总体设计方案的比较 (4)2.2 子系统模块方案设计 (4)2.2.1 控制模块方案设计 (5)2.2.2 频率调整模块方案设计 (5)2.2.3 键盘模块方案设计 (6)2.2.4 显示模块方案设计 (7)2.2.5 D/A模块显示方针 (7)2.3 系统总体框图 (8)2.4 波形产生相关理论 (10)2.5 MCU概要 (11)2.5.1 单片机发展历程 (11)2.5.2 单片机的特点 (11)2.5.3 单片机的应用领域 (12)3硬件实现及模块电路设计 (13)3.1 单片机最小系统的设计 (13)3.2 D/A转换模块 (14)3.2.1 分辨率 (15)3.2.2 转换精度 (15)3.2.3 转换误差 (15)3.2.4 线性度 (15)3.3 频率调整模块 (16)3.4 按键显示模块 (17)3.5 LED显示模块 (18)3.6 RS232串行通信电路及电源供电电路 (20)3.6.1 RS232串行通信电路 (20)3.6.2 电源供电电路 (21)4单片机开发系统 (23)4.1 系统软件编程语言方案设计 (23)4.2 系统整体软件设计思想 (24)4.2.1 Keil编译器简介 (24)4.2.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (24)4.2.3 uVision4集成开发环境 (24)4.3 主程序流程图 (25)4.4 软件仿真 (26)5 系统软硬件调试与数据处理 (28)5.1 硬件PCB制作、安装、测试与调试 (28)5.1.1 PCB设计、制作、安装 (28)5.1.2 电路板调试与检测安全 (29)5.1.3 供电安全 (29)5.2 PCB电路板的电气规则检查与调试及电路功能测试 (30)5.2.1 PCB电路板的电气规则检查与调试 (30)5.3 测试方法及数据的记录和统计 (30)5.4 测试数据分析及处理 (30)5.5 系统功能实现情况 (30)6 系统抗干扰措施 (32)6.1 形成干扰的基本因素 (32)6.2 提高单片机系统抗干扰能力的主要手段 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录A 英文原文 (38)附录B 汉语翻译 (45)附录C 系统软件部分源程序 (49)附录D 系统原理图 (55)附录E 元器件清单 (56)附录F 符号说明 (57)附录G 实物图 (58)1 绪论1.1 选题背景及意义波形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。

课题要求：目录：1、系统总体设计方案规划与选定…………………………………2、硬件设计…………………………………………………………3、软件设计………………………………………………………….4、调试……………………………………………………………….5、新增功能及实现方法……………………………………………6、总结与体会………………………………………………………7、参考文献…………………………………………………………8、附录（源程序代码、电路图等）………………………………一. 系统总体设计方案规划与选定本次设计采用AT89C51单片机为核心，通过与8279芯片和38译码器、锁存器的配合实现对键盘状态的检测和LED 显示的控制，通过D/A 转换器和运算放大器以及示波器实现对波形的输出，并且在8位LED 显示器上显示波形类型的代号、幅值、频率。

键盘为4*8键盘，通过键盘摁键实现对波形种类、幅值、频率等的调节。

图1. 总体方案结构框图二．硬件设计硬件的选择对于功能的实现非常重要，我们要了解芯片的功能、性能，根据题目要求选择合适的芯片。

（一）硬件介绍1.单片机选择AT89C51。

AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM ，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM ，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

AT89C51具有优良的性能，符合题目的要求。

图2. AT89C51引脚图引脚说明：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P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

基于51单片机波形发生器的设计与实现开题报告合肥师范学院本科生毕业论文(设计)开题报告(学生用表)课题基于51单片机波形发生器的设计与实现系部电子信息工程学院专业电子信息工程学科工学学生屠宝轩指导教师吴剑威一、课题的来源、背景及意义(1)来源:科研/生产(2)背景:单片机是再20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是由中央处理器(CPU)，ROM、RAM芯片及I/O接口和一些外围电路等通过印刷版总线连接在一起的一个完整的计算机系统。

信号发生器是一种作为激励源或者信号源的电子设备，它能够产生各种各样的波形和频率，其在教学实验，生产装实践和科技领域有着广泛的应用，是最普遍使用的电子仪器之一。

对于电子类专业的学生，除了学习理论知识外，还必须将所学的理论知识付诸实践，在实践中订应用理论知识，提高动手能力，从而提高发现，解决问题的能力，所以试验是必不可少的环节，而信号波形发生器是实验过程最普遍，最基本，也是应用最广泛线的电子设备之一，本研究不是针对高端的信号发生器开发，而是从降低经济成本，操作方便简单，输出波形实用角度出发，研究一套设备。

(3)意义:传统的正弦信号源根据实际需要一般价格昂贵，低频输出时性能不好且不便于自动调节，工程实用性较差。

现在利用单片机的优越性，制作一种体积小，实用性强，使用方便的低频信号发生器，以AT85C51单片机为核心，结合低俗D/A转换器，通过设计与编程实现了正弦波、方波、锯齿波的产生及其自由切换以及频率、相位的可调与多相波的同时输出。

二、国内外发展现状信号波形发生器历史非常的久远，它产生于上个世纪20年代，那会，电子设备刚刚诞生，随后，雷达发展了起来，通信技术也在不断地发展，到了40年代，标准信号发生器开始出现，它的出现主要是为了进行各种接收机的测试，使信号发生器诞生之初主要是用来做定性分析的，随着使用的要求不断提升，慢慢发展成为了定量分析的测量仪器，还是在这个时期，脉冲信号发生器也出现了，这个主要是用于脉冲方面的测量的，上面说的这些信号波形发生器都是早期的一些产品，复杂的机械结构，比较[1]大的功率，比较简单的电路，速度发展总体是比较慢的。

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单片机的信号发生器设计报告二零一四年十二月十一日摘要根据题目要求以及结合实际情况，本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的频率可用程序改变，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。

本设计经过测试，性能和各项指标基本满足题目要求。

关键词：信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片目录摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论.................................................................1.1单片机概述...........................................................1.2信号发生器的概述和分类..............................................1.3问题重述及要求....................................................... 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实际功能 ............................................................. 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........................................................... 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 单片机概述单片机（Single chip microcomputer ）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把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/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

通信专业技能实训报告题目基于Proteus的波形发生器设计学院信息科学与工程学院专业通信工程班级学生学号指导教师魏长智二〇一九年一月五日济南大学通信专业技能实训报告目录1 前言 ...................................................................................................................... - 1 -2 硬件设计 .............................................................................................................. - 2 -2.1 启动方式选择 ........................................................................................... - 2 -2.2 框图设计 ................................................................................................... - 2 -2.3 电路图设计 ............................................................................................... - 3 -3 DAC0832性能与特征........................................................................................ -4 -3.1 D/A转换器与单片机接口探究 .............................................................. - 4 -3.1.1 数据线连接 .................................................................................... - 4 -3.1.2 地址线连接 .................................................................................... - 4 -3.1.3 控制线连接 .................................................................................... - 4 -3.2 DAC0832的认识..................................................................................... - 5 -3.2.1 DAC0832的结构.......................................................................... - 5 -3.2.2 DAC0832的引脚.......................................................................... - 6 -3.2.3 DAC0832的启动控制方式.......................................................... - 7 -4 程序设计 .............................................................................................................. - 8 -4.1 程序流程图 ............................................................................................... - 8 -4.1.1 程序设计思路 ................................................................................ - 8 -4.1.2流程图 .............................................................................................. - 8 -4.2 用C语言实现 .......................................................................................... - 10 -5 Proteus仿真及结果 .......................................................................................... - 13 -5.1方波： ....................................................................................................... - 13 -5.2正弦波： ................................................................................................... - 14 -5.3三角波： ................................................................................................... - 15 -5.4梯形波： ................................................................................................... - 16 -5.5锯齿波： ................................................................................................... - 17 -实训结语： ............................................................................................................ - 18 -参考文献 ................................................................................................................ - 19 -1 前言波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，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。

单片机实训报告（波形发生器）一、设计方案（1）、硬件基本设计思路本设计方案采用8051单片机和DAC0832将数字信号转化成模拟信号，并通过LM324运算放大器将信号进行处理，最终得到各种波形。

其中，波形的切换采用矩阵键盘通过外部中断0来实现。

（2）、软件基本设计思路首先，将基本波形通过程序进行编写，并调试成功；其次，再编写按键扫描子程序；最后，将按键程序放入中断中，并进行整体调试，直到调通为止。

（3）、程序说明略二、原理图波形发生器原理图三、程序JUCHI E QU 50HSANJI EQU 51HFANGB EQU 52HTIXIN EQU 53HKU EQU 55HORG 0000H ;程序入口AJMP MAIN ;指向主程序ORG 0003H ;主程序入口地址AJMP INTT0 ;指向按键中断程序ORG 0030H ;中断程序入口地址MAIN: ;主程序MOV P2,#00H ;将P2口初始化为0SETB EA ;开总中断SETB EX0 ;开启外部中断0SETB IT0 ;将外部中断0设置为下降沿有效MOV DPTR,#00FFH ;设置输入寄存器地址MOV JUCHI,#00H ;初始化MOV SANJI,#00HMOV FANGB,#00H;***************************************************START:MOV A,KU ;将键码送累加器ACJNE A,#00H,W1 ;将累加器A和00H比较，如果相等，则00键按下顺序执行，否则跳到W1再判断01键是否按下MOV SANJI,#00H ;屏蔽其他波形MOV FANGB,#00HMOV TIXIN,#00HAJMP JCB ;跳转到锯齿波形W1: CJNE A,#01H,W2 ;判断01键是否按下MOV JUCHI,#00H ;屏蔽其他波形MOV FANGB,#00HMOV TIXIN,#00HAJMP SJB ;跳转到三角波形W2: CJNE A,#02H,W3 ;判断02键是否按下MOV TIXIN,#00HMOV JUCHI,#00H ;屏蔽其他波形MOV SANJI,#00HAJMP FB ;跳转到方波W3: CJNE A,#03H,W4 ;判断03键是否按下，没有按下，跳转回去继续循环扫描MOV JUCHI,#00H ;屏蔽其他波形MOV FANGB,#00HAJMP TXB ;跳转到梯形波W4: AJMP START;**********************************************INTT0: ;中断程序;***********键盘扫描子程序KEY*****************KEY: ACALL KS ;调按键查询子程序，判断是否有键按下JNZ K1 ;有键按下，转移 WEI1跳转ACALL DELAY ;无键按下，调延时程序去抖AJMP K4 ;继续查询按键;***********键盘逐列扫描程序***********************************K1: ACALL DELAYACALL KS ;再次判别是否有键按下JNZ K2 ;有键按下，转移AJMP K4K2: MOV R3,#0FEH ;首列扫描字送R3MOV R4,#00H ;首列号送R4K3: MOV A,R3MOV P2,A ;列扫描字送P2口MOV P1,#0FFH ;初始化P1口MOV A,P1 ;读取行扫描值JB ACC.0,L1 ;第零行无键按下转查第一行为1跳转MOV A,#00H ;第零行有键按下，行首键号送AAJMP LK ;转求键号L1: JB ACC.1,NEXT ;第一行无键按下，转查下一列MOV A,#03HAJMP LK ;键扫描结束，返回;************************************************************NEXT:INC R4 ;修改列号MOV A,R3JNB ACC.2,KEY ;三列扫描完返回按键查询状态RL A ;未扫描完，改为下列扫描字MOV R3,A ;扫描字暂存R3AJMP K3 ;转列扫描程序LK: ADD A,R4 ;形成键码送AMOV KU,APUSH ACC ;键码入栈保护;**********************************************K4:ACALL KS ;等待键释放JNZ K4POP ACC ;键释放，弹栈送ARETI ;中断返回;**********按键查询子程序**************************************KS: ;MOV A,#00HMOV P2,#00H ;全扫描字送p2口MOV P1,#0FFHMOV A,P1 ;读入P1口状态CPL A ;变正逻辑，高电平表示有键按下ANL A,#0FH ;屏蔽高四位RET ;子程序返回;****************锯齿波***********************JCB:MOV A,JUCHI ;转换初值WW: MOVX @DPTR,A ;D/A转换INC A ;A自加1NOP ;延时CJNE A,#255,WW ;判断A是否加到255，若没有返回到WW继续加MOV JUCHI,AAJMP START;******************三角波********************SJB:MOV A,SANJI ;转换初值EE: MOVX @DPTR,A ;D/A转换INC ANOPCJNE A,#255,EEDEC AQQ: MOVX @DPTR,ADEC ANOPCJNE A,#00,QQMOV SANJI,AAJMP START;******************方波********************* FB:MOV A,FANGBMOVX @DPTR,AACALL DELAY3ACALL DELAY3CPL AMOVX @DPTR,AACALL DELAY3ACALL DELAY3MOV FANGB,APOP ACCAJMP START;***************梯形波**********************TXB:MOV A,TIXINSS: MOVX @DPTR,AINC AACALL DELAY3CJNE A,#255,SSACALL DELAY3ACALL DELAY3DEC AZZ: MOVX @DPTR,ADEC AACALL DELAY3CJNE A,#00,ZZACALL DELAY3ACALL DELAY3MOV TIXIN,AAJMP START;*******************************************************1ms DELAY3: MOV R0,#7DHDEL7: NOPNOPDJNZ R0,DEL7RET;*******************************************50毫秒延时子程序DELAY2: MOV R0,#05DEL5: MOV R1,#10DEL4: MOV R2,7DHDEL3: NOPNOPDJNZ R2,DEL3DJNZ R1,DEL4DJNZ R0,DEL5RET;******************************************END四、实训总结通过两周的实训，我们对单片机有了一个基本的认识和了解，我们学到了怎样从一个设计课题入手去编写相关程序，并通过硬件实现。

重庆科技学院学生实习（实训）总结报告学院:电气与信息工程学院专业班级: 测控学生姓名:学号:设计地点（单位） I506设计题目:基于单片机的波形发生器的设计完成日期： 2014 年 03月 17日指导教师评语:___________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ ______________________成绩（五级记分制）:___________________________指导教师（签字）:____________________________目录一、实习的任务要求与意义 01.1 设计要求 01.2 设计任务 01.3 基本功能与性能指标 01.4 实习的意义 0二、设计方案 02.1硬件选择 02.2 系统总体设计 (1)三、系统硬件设计 (2)3.1 单片机的最小系统 (2)3.2 按键电路设计 (2)3.3 LCD显示的设计 (2)四、系统软件设计 (3)4.1 主程序设计 (3)4.2 LCD显示子程序设计 (3)4.3 D/A转换子程序设计 (3)五、调试及性能分析 (4)5.1 调试步骤 (5)5.2 性能分析 (5)参考文献 (6)附录 1 系统硬件电路图 (6)附录 2 程序代码 (6)一、实习的任务要求与意义1.1 设计要求1．掌握电子系统的一般设计方法2. 掌握仿真软件的应用3.培养综合应用所学知识来指导实践的能力4.根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图，分析工作原理并计算元件参数。

任务名称：基于51单片机波形发生器课程设计项目背景和目标波形发生器是电子学中常用的实验设备之一，用于产生不同形状和频率的电信号。

在本课程设计中，我们将使用51单片机设计和实现一个基本的波形发生器。

该波形发生器将具备以下功能： 1. 发生正弦波、方波和三角波等不同形状的波形。

2. 支持用户输入频率和幅度参数。

3. 以可视化的方式显示波形输出。

硬件需求在实现波形发生器的过程中，我们需要以下硬件设备： 1. 51单片机开发板：用于运行波形发生器的程序，控制波形的生成和输出。

2. 信号发生器电路：用于将数字信号转换为模拟信号输出。

3. 示波器：用于验证波形输出的准确性和稳定性。

软件设计软件设计方案1.编写主程序：利用51单片机的C语言开发环境编写主程序，实现波形的生成和输出。

2.设计波形生成模块：根据用户输入的频率和幅度参数，生成对应形状的波形。

3.设置输出端口：将波形数据通过51单片机的输出端口发送给信号发生器电路。

4.配置信号发生器电路：将51单片机生成的数字信号转换为模拟信号输出。

5.连接示波器：将信号发生器的输出连接到示波器，验证波形输出的准确性和稳定性。

主程序设计以下是主程序的设计思路：#include <reg51.h>// 定义波形类型的枚举enum WaveType {Sine,Square,Triangle};// 定义全局变量enum WaveType waveType; // 波形类型int frequency; // 波形频率int amplitude; // 波形幅度// 定义函数原型void generateWave();void setOutputPort();void configureSignalGenerator();void connectOscilloscope();void main() {// 获取用户输入的波形参数// TODO: 实现获取用户输入的函数// 波形类型可以通过按键切换，频率和幅度可以通过调节旋钮获取// 生成波形generateWave();// 设置输出端口setOutputPort();// 配置信号发生器电路configureSignalGenerator();// 连接示波器connectOscilloscope();while (1) {// 循环执行波形生成和输出generateWave();setOutputPort();}}// 生成波形函数void generateWave() {switch (waveType) {case Sine:// 生成正弦波形的代码break;case Square:// 生成方波形的代码break;case Triangle:// 生成三角波形的代码break;}}// 设置输出端口函数void setOutputPort() {// 设置51单片机的输出端口的代码}// 配置信号发生器电路函数void configureSignalGenerator() {// 配置信号发生器电路的代码}// 连接示波器函数void connectOscilloscope() {// 连接示波器的代码}波形生成模块设计波形生成模块根据用户输入的频率和幅度参数生成对应形状的波形。

摘要：系统采用单片机stc90c51为控制核心，输出数字量，然后由pcf8591p进行数模转换，在示波器中显示波形。

显示利用的是动态LED共阴极数码管，显示其波形，频率。

按键采用的是独立按键，用来切换波形及调整频率。

波形通过对给定的点定义数组输出进行显示。

频率通过中断时间进行调节。

8路LED检测按键使用。

关键词：stc90c51，pcf8591p，独立按键一、题目要求题目：设计基于51的波形发生器。

设计要求：1、可产生正弦波及方波；2、频率可调节，并显示在数码管上。

3、LED 在运行过程中按要求亮。

二、设计方案2.1总体设计思路根据题目的要求，制定了整体方案：以STC90C51单片机为控制核心，P2^0、P2^1口接pcf8591p 信号输入并进行数模转换，P3口接8路独立按键，P1口接8路LED ，P0口接数码管显示，由程序控制P2口产生波形（分别是正弦波、方波），再由按键及按键次数控制产生波形的种类及频率在一定范围内可调。

在LED 上实时的显示波形的频率和种类，波形在示波器上产生。

正弦波波形的发生：在产生正弦波时，每周期只取80个点，在波形尽量不失贞的前提下，使其频率达到的值尽量大，以便示波器显示。

2.2总体框图2.3波形发生采用单片机和数模转换pcf8591p 实现波形的产生。

通过STC90C51执行方波正弦波程序，向D/A 转换器的输入端按I2C 总线方式发送数据，从而在D/A 转换电路输出端得到相应的电压波形。

在STC90C51的P3口接矩阵按键，通过软件编程来选择波形、频率，每种波形对应一个按键，频率增加、减少各对应一个按键。

2.3显示部分8段LED共阴极数码管，138译码器进行位选，P0口输出段选信号。

2.4按键部分采用独立按键，它相比较矩阵键盘，按键的数目比少，结构简单，方便操作，执行效率高。

三、硬件电路硬件电路原理图3.1显示及键盘接口电路功能：led显示，按键扫描。

由LED数码管显示器和独立按键组成。

基于51单片机波形发生器课程设计1. 引言波形发生器是电子技术领域中常用的仪器设备，用于产生各种不同形状的电信号波形。

在电子电路实验和测试中，波形发生器能够提供不同频率、幅度和相位的信号，用于测试和验证电路的性能。

本篇文章将介绍一个基于51单片机的波形发生器设计。

通过使用51单片机，我们可以实现一个简单但功能强大的波形发生器，并通过编程控制实现不同类型的波形输出。

2. 硬件设计2.1 51单片机51单片机是一种常见的8位微控制器，具有低功耗、高性能和广泛应用等特点。

在本设计中，我们选择使用51单片机作为主控芯片。

2.2 数模转换芯片为了将数字信号转换为模拟信号输出，我们需要使用一个数模转换芯片。

在本设计中，我们选择使用DAC0800芯片作为数模转换器。

2.3 操作面板为了方便用户操作和设置参数，我们设计了一个操作面板。

该面板包括按键、旋钮和显示屏等组件，用户可以通过操作面板来控制波形发生器的参数和功能。

2.4 输出接口为了将模拟信号输出到外部设备，我们设计了一个输出接口。

该接口可以连接到示波器或其他测试仪器，以便观察和测量输出信号。

3. 软件设计3.1 程序框架波形发生器的软件设计主要包括初始化设置、参数调整和波形生成等功能。

我们可以使用C语言编程，在51单片机上实现这些功能。

以下是程序框架的伪代码：void main(){初始化设置();while(1){获取用户输入();参数调整();波形生成();}}3.2 初始化设置在初始化设置阶段，我们需要对51单片机和数模转换芯片进行初始化配置。

这包括设置时钟频率、IO口方向、数模转换精度等。

以下是初始化设置的伪代码：void 初始化设置(){设置时钟频率();配置IO口方向();配置数模转换精度();}3.3 参数调整在参数调整阶段，用户可以通过操作面板来调整波形发生器的参数。

这包括选择波形类型、设定频率和幅度等。

以下是参数调整的伪代码：void 参数调整(){获取用户输入();if(用户选择了波形类型){设置波形类型();}if(用户设定了频率){设置频率();}if(用户设定了幅度){设置幅度();}3.4 波形生成在波形生成阶段，根据用户设定的参数，我们可以通过数模转换芯片来生成相应的波形信号。

目录摘要 (2)一、题目要求及分析 (3)二、总体系统方案设计 (4)2.1总体设计思路 (4)2.2总体框图 (5)2.3信号发生部分 (5)2.4显示部分 (6)2.5按键部分 (6)三、硬件电路 (6)3.1功能与基本原理 (7)3.2资源分配 (8)3.2显示接口电路 (8)3.3波形转换（D/A）电路 (9)3.4红外电路 (10)3.5复位电路 (11)3.6外部时钟电路 (11)3.7 LCD显示部分电路 (12)3.8电源部分 (12)3.9独立按键部分 (13)3.10串口通信模块 (13)四、软件设计 (14)4.1程序流程图 (15)4.2 LCD显示流程图 (15)五、系统仿真 (16)5.1仿真电路图 (16)5.2输出波形图 (16)六、硬件和软件测试 (17)6.1硬件调试 (17)6.2软件调试 (18)七、设计心得 (18)八、参考文献 (20)九、附件 (21)摘要：本系统采用单片机C8051为控制核心,输出数字量,然后由DAC0832把数字量转换成模拟量;但是输出的是电流,需要用运放(OP07),把电流转换成电压量。

显示利用的是LCD1602的液晶，显示其波形，幅值。

按键应用的是独立按键，用来波形的切换，幅值，频率的调解。

其运算核心，我们通过MATLAB对正弦波，三角板，正弦波进行采样，得到一组组数据，然后同过数组存储；利用中断对数组进行扫描。

其频率的调解就是调节其中断间隔的时间，幅值就是调节其数字的大小（同时乘以某个小于1的数）。

为了波形的合成，我们采用的点的个数都是20个。

AT-89C51 DAC0832 独立按键OP07一、题目要求及分析设计任务：设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。

示意图如下：图1 设计要求图设计要求：1.具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能；2.用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。

单片机课程设计报告题目波形发生器专业电子信息科学与技术班级 2008级1班学生姓名 *****学号 **********指导老师 *****2011年 7 月 8 日目录一、设计目的……………………………………………………错误!未定义书签。

二、设计的主要内容和要求……………………………………错误!未定义书签。

2.1基本内容和要求…………………………………………………………错误!未定义书签。

2.2创新部分…………………………………………………………………错误!未定义书签。

三、整体设计思路………………………………………………错误!未定义书签。

3.1设计思路…………………………………………………………………错误!未定义书签。

3.2元件选型…………………………………………………………………错误!未定义书签。

3.3功能原理图………………………………………………………………错误!未定义书签。

四、方案论证…………………………………………………… - 3 -五、硬件电路设计……………………………………………… - 4 -5.1硬件连线图………………………………………………………………错误!未定义书签。

5.2主要芯片介绍……………………………………………………………错误!未定义书签。

六、软件设计………………………………………………………错误!未定义书签。

6.1正弦波的产生过程………………………………………………………错误!未定义书签。

6.2方波产生过程……………………………………………………………错误!未定义书签。

6.3锯齿波的产生过程……………………………………………………错误!未定义书签。

6.4三角波的产生过程……………………………………………………错误!未定义书签。

6.5通过开关实现波形切换和调频…………………………………………错误!未定义书签。

6.7附程序代码………………………………………………………………错误!未定义书签。