基于51单片机数字示波器设计
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目录1 引言 (1)1.1 题目要求及分析 (1)1.1.1 示意图 (1)1.2 设计要求 (1)2 波形发生器系统设计方案 (2)2.1 方案的设计思路 (2)2.2 设计框图及系统介绍 (2)2.3 选择合适的设计方案 (2)3 主要硬件电路及器件介绍 (4)3.1 80C51单片机 (4)3.2 DAC0832 (5)3.3 数码显示管 (6)4 系统的硬件设计 (8)4.1 硬件原理框图 (8)4.2 89C51系统设计 (8)4.3 时钟电路 (9)4.4 复位电路 (9)4.5 键盘接口电路 (10)4.7 数模转换器 (11)5 系统软件设计 (12)5.1 流程图: (12)5.2 产生波形图 (12)5.2.1 正弦波 (12)5.2.2 三角波 (13)5.2.3 方波 (14)6 结论 (16)主要参考文献 (17)致谢....................................................... 错误!未定义书签。
1引言1.1题目要求及分析题目:基于51单片机的波形发生器设计,即由51单片机控制产生正弦波、方波、三角波等的多种波形。
1.1.1示意图图1:系统流程示意图1.2设计要求(1) 系统具有产生正弦波、三角波、方波三种周期性波形的功能。
(2) 用键盘控制上述三种波形(同周期)的生成,以及由基波和它的谐波(5次以下)线性组合的波形。
(3) 系统具有存储波形功能。
(4) 系统输出波形的频率范围为1Hz~1MHz,重复频率可调,频率步进间隔≤100Hz,非正弦波的频率按照10次谐波来计算。
(5) 系统输出波形幅度范围0~5V。
(6) 系统具有显示输出波形的类型、重复频率和幅度的功能。
2波形发生器系统设计方案设计并制作一个波形信号发生器,能够产生正弦波、方波、三角波的波形,其中不使用DDS和一些专用的波形产生芯片。
并让系统的频率范围在1Hz~1MHZ可调节,在频率范围在1HZ~10KHz时,步进小于或等于10Hz,在频率范围在10KHz~1MHz时,步进小于或等于100Hz,并且电压在0~5V范围,能够实时的显示波形的类型、频率和幅值。
利用Proteus实现51单片机的数字滤波设计
宣俊伟;王海峰;姜京元;孙中义;张利年
【期刊名称】《青岛大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2016(029)003
【摘要】使用Proteus仿真软件,提出了数字滤波器的设计方法.以51单片机为核心,先进行滤波算法的C语言编程,使单片机转变为数字滤波器,然后将基波信号与干扰波叠加后送到滤波器进行处理,将滤波后的信号和原始的基波信号在Proteus提供的示波器和液晶显示器上显示对比,直观的展现整个滤波的过程.
【总页数】4页(P93-96)
【作者】宣俊伟;王海峰;姜京元;孙中义;张利年
【作者单位】青岛大学机电工程学院,青岛266071;青岛大学机电工程学院,青岛266071;青岛大学机电工程学院,青岛266071;青岛大学机电工程学院,青岛266071;青岛市北中联混凝土有限公司,青岛266100
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于proteus的C51单片机I2C总线的实现 [J], 王九龙;郑贵金
2.通过PROTEUS软件实现ICL7135与51单片机串口仿真 [J], 王忠远;张凤桐;
3.Proteus下的51单片机源码调试的实现方法 [J], 毕万新;孟晓明;宋国平
4.用Proteus实现51单片机的动态仿真调试 [J], 王文海;周欢喜
5.基于AT89C51单片机的简易五路抢答器的Proteus仿真设计与实现 [J], 马亦男
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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的设计讲解波形发生器是电子设备中常见的一种电子设备,它可以产生各种不同形状的波形信号。
在这篇文章中,我们将会详细介绍基于51单片机的波形发生器的设计。
一、波形发生器的原理及分类波形发生器的原理是利用电子元件、电路以及控制信号源,将一定幅度的电压信号变化成为需要的各种形状的波形信号。
根据波形的形状分类,可以将波形发生器分为以下几种类型:1.正弦波发生器:产生正弦波信号的发生器,常用于音频设备中。
2.方波发生器:产生方波信号的发生器,常用于数字电路中,也可用于频率测量和脉冲调制等应用。
3.三角波发生器:产生三角波信号的发生器,常用于音频设备以及频率测试等领域。
4.锯齿波发生器:产生锯齿波信号的发生器,常用于音频设备、测试仪器以及数据采集和测量等领域。
二、基于51单片机的波形发生器设计下面我们将详细介绍基于51单片机的波形发生器的设计步骤。
1.硬件设计:在基于51单片机的波形发生器设计中,我们需要准备的硬件元件有:-51单片机控制芯片-芯片烧录器-液晶显示屏-按键开关-电源模块-杜邦线等电子连接线2.硬件连接:根据电路原理图进行将电子元件进行正确的电路连接。
其中,51单片机作为核心控制芯片,负责生成波形信号,液晶显示屏用于显示波形信号,按键开关用于控制波形发生器的启动、停止以及参数调整等操作。
3.软件设计:利用Keil C编译软件进行51单片机的软件设计,根据控制芯片的指令集编写相应的程序代码,实现以下几个功能:-波形信号的产生:根据选择的波形类型(正弦波、方波、三角波或锯齿波),利用特定的算法生成相应形状的波形信号。
-参数调节:通过按键开关控制波形的频率、幅度以及相位等参数的调节,使波形发生器能够产生不同特性的波形信号。
-波形信号显示:通过LCD显示屏将生成的波形信号进行实时显示,以方便观察和调试。
4.软硬件的调试与优化:三、波形发生器的应用1.音频设备:波形发生器可以生成不同频率的正弦波信号,用于音频信号的发生和测试等应用。
基于AT89S51单片机的数字信号发生器【摘要】智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
本系统是基于AT89S51单片机设计的数字式波形发生器。
采用AT89S51作为系统的控制核心,外围电路采用数字/模拟转换电路(DAC0832),运放电路(MC1458),按键,ISP接口等。
通过按键控制切换产生正弦波,锯齿波,三角波,方波,各类型信号的频率统一为100HZ,而幅值在-5V~+5V范围内可调。
本设计电路原理简单,性能较好,具有一定的实用性和参考价值。
【关键词】单片机 ,波形发生器,D/A电路DIGITAL SIGNAL GENERATOR DESIGN BASED ON AT89S51【ABSTRACT】The emergence of intelligent machines, which greatly expanded the scope of application of traditional instruments. Intelligent instrument, with its small size, powerful, low-power advantages of home appliances quickly, research institutes and industrial enterprises has been widely used.The system is a digital waveform generator based on single chip computer. AT89S51 is used as a control core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832),imply circuit (MC1458),button ISP inferface and LED lights. It can generate square triangle and sine wave,with LED display .The frequency of various types of signal unity of 100HZ, but the amplitude in the-5V ~ +5 V range adjustable. The circuit design is simple, better performance, has some practical and reference value.【KEY WORDS】the single chip computer , the signal generator , D/A conversion目录绪论 (9)1. 波形发生器现状 (9)2. 单片机在波形发生器中的运用 (9)第一章系统设计 (10)1. 系统要求 (11)2. 系统方案选择与论证 (11)3. 系统设计原理与思路 (11)第二章硬件电路的设计 (12)1. AT89S51的介绍 (12)2. 资源分配 (15)3. 最小单片机系统的设计 (15)4. 各模块电路的设计 (17)5. ISP接口 (23)第三章软件设计 (24)1. 主程序的设计 (25)2. 锯齿波程序的设计 (25)3. 三角波程序的设计 (26)4. 正弦波程序的设计 (27)5. 方波程序的设计 (28)第四章测试仿真 (29)1. 软件仿真 (29)2. 仿真结论分析 (30)3. 硬件测试结论分析 (31)绪论1.波形发生器现状波形发生器作为一种常用的应用电子仪器设备,传统的波形发生器可以完全用硬件电路搭建,如应用555振荡电路可以产生正弦波,三角波,方波等波形,传统的波形发生器多采用这种方式设计,这种方式不应用单片机,但是这种方式存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点,在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟震动等领域往往需要低频信号源,而由硬件搭建的波形发生器效果往往达不到好的效果,而且低频信号源所需要的RC很大,大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度也难以保证,而且体积大,漏电,体积大是该类波形发生器的显著缺点。
一款基于51单片机的简易示波器设计
随着电子通信以及教学事业的发展,示波器的应用越来越广泛,它在教学中所起到的作用越来越重要,示波器可以测量信号的幅度,频率以及波形等等,但是高精度的示波器非常昂贵,对于非盈利事业的教学组织来说无疑不合适,所以提出了一种以单片机为控制核心的简易示波器设计方案。
它由前向控制部分,数据采集和存储部分,51 单片机控制部分以及按键和MS12864R 显示部分
组成。
1 简易数字示波器的工作原理以及总体框架
本设计硬件电路部分由单片机控制系统电路,前向输入调理电路,模数转换
和存储电路,以及按键显示电路组成。
其工作的基本思路就是以单片机为控制核心,让AD 芯片完成数据的离散化,采集数据经过缓冲暂存于存储器里面,
当波形显示时,单片机从存储器的读使能端读取采集数据存于数组中,然后进行相应的数据处理并把所存取得数据按一定的顺序打在液晶显示器相应的位置上,从而再现波形信号;其中输入调理电路由阻抗变换电路,信号抬升电路以及频率测量电路构成,阻抗变换电路是为了提高输入阻抗,信号抬升是为了使信号的幅度满足AD 芯片的输入幅度要求,频率测量电路主要是测量周期性信号
的频率。
总体设计框图如图1 所示。
2 硬件设计
2.1 前端信号的处理
本模块具有两大功能,一是输入信号位置的变换;二是信号波形的变换。
信号位置的变换主要由阻抗变换电路,信号抬升电路构成,阻抗变换采用
ua741 构建的阻随放大电路,信号抬升电路采用ua741 构成的加法电路,信号
位置的处理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理,使信号在。
51单片机示波器方案引言示波器是一种广泛应用于电子工程领域的测量仪器,用于显示电压随时间的变化情况。
其主要功能是将电压信号转换为图形显示,帮助工程师进行信号分析和故障排除。
本文讨论基于51单片机的示波器方案,介绍其工作原理、硬件组成和软件实现。
工作原理示波器通过逐点采样并记录电压信号的值,然后将这些点连接起来绘制成波形图。
要实现这个过程,需要以下几个步骤:1.采样:示波器需要以一定的频率对电压信号进行采样。
这可以通过51单片机的ADC(模数转换器)模块实现。
通常,快速采样会增加细节,但也会增加数据处理的复杂性。
2.数字化:采样得到的模拟电压值需要转换为数字值,以便存储和处理。
51单片机内部的ADC模块负责将模拟电压转换为数字值,并提供给微处理器使用。
3.存储:示波器需要一个存储器来缓存采样数据。
51单片机通常具有一些RAM用于数据存储。
如果需要长时间记录大量数据,可以使用外部存储器,如EEPROM或SD卡。
4.显示:通过显示模块将数字波形数据转换为可视化图形。
这可以通过将示波器连接到计算机显示器或LCD屏幕来实现。
5.控制:通过用户界面控制示波器的操作,例如选择采样率、触发电平和时间范围等。
这可以通过使用按钮、旋钮或键盘来实现。
硬件设计1. 51单片机51单片机是一种经典的、广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器。
它包括一个微处理器核心、存储器、输入输出口和时钟电路。
2. ADC模块ADC模块用于将模拟电压转换为数字值。
51单片机通常具有一个或多个ADC通道,可以选择合适的通道进行采样。
3. 存储器示波器需要一个存储器来缓存采样数据。
51单片机通常具有一定量的内部RAM用于数据存储。
如果需要更大的存储空间,可以考虑使用外部存储器,如EEPROM或SD卡。
4. 显示模块显示模块将数字波形数据转换为可视化图形。
可以使用计算机显示器或LCD屏幕来显示波形。
5. 用户界面用户界面用于控制示波器的操作,包括选择采样率、触发电平和时间范围等。
基于51单片机毕业设计基于51单片机毕业设计随着科技的不断发展,单片机在各个领域得到了广泛的应用。
作为一种微型电脑,单片机具有体积小、功耗低、功能强大等特点,因此在毕业设计中,基于51单片机的项目也成为了许多电子信息类专业学生的首选。
在基于51单片机的毕业设计中,学生可以根据自己的兴趣和专业背景选择不同的项目。
比如,可以设计一个智能家居控制系统,通过单片机控制各种家电设备的开关,实现远程控制和定时控制功能。
这个项目既能锻炼学生的硬件设计能力,又能提高他们对物联网技术的理解和应用能力。
另外,基于51单片机的毕业设计还可以选择设计一个智能车辆控制系统。
通过单片机控制车辆的速度、转向和刹车等功能,实现自动驾驶或者遥控驾驶的功能。
这个项目不仅需要学生对电子电路的设计和调试能力,还需要他们对控制算法和传感器技术的理解和应用能力。
除了智能家居和智能车辆,基于51单片机的毕业设计还可以选择其他的项目。
比如,可以设计一个智能安防系统,通过单片机控制摄像头和报警器等设备,实现对家庭和办公室的安全监控和报警功能。
这个项目需要学生对图像处理和信号处理等方面的知识有一定的了解。
在进行基于51单片机的毕业设计时,学生需要进行详细的项目规划和设计。
首先,他们需要确定项目的目标和功能,明确项目的需求和约束条件。
然后,他们需要进行电路设计和硬件调试,选择合适的传感器和执行器,设计合理的电路连接和布局。
接下来,他们需要进行软件编程和系统调试,编写适合单片机的程序,实现项目的各项功能。
最后,他们需要进行系统测试和性能评估,验证项目的可行性和有效性。
在进行基于51单片机的毕业设计时,学生还需要注意一些问题。
首先,他们需要充分了解单片机的原理和特点,熟悉单片机的硬件和软件开发环境。
其次,他们需要学会使用各种工具和设备,如示波器、逻辑分析仪和编程器等,提高项目的开发效率和质量。
最后,他们需要与导师和同学进行充分的交流和合作,及时解决遇到的问题,提高项目的可行性和可靠性。
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。
安徽工程大学机电学院本科课程设计说明书专业:计算机科学与技术题目:数字式波形发生器学生姓名:刘志国指导教师:谢永宁2012年6月6日目录附录 (3)前言 (4)课程设计任务书 (5)第一章系统总体设计思路 (6)1.1 总体设计思路 (6)1.2 总体框图 (6)1.3硬件设计组成 (6)第二章接口技术及相关芯片介绍 (7)2.1键盘接口电路 (7)2.2显示电路 (7)2.3电源电路 (7)2.4波形转换(D/A)电路 (8)2.5芯片介绍 (9)第三章程序编写 (13)第四章系统调试与测试结果 (19)4.1. 硬件调试 (19)4.2. 软件调试 (19)4.3 调试结果 (19)第五章设计心得与参考文献 (21)5.1实验心得 (21)5.2参考文献 (22)元件清单1 1K电阻·····················································6个2 22uF电解电容···············································4个3 104瓷片电容················································3个4 33pF·······················································2个5 0.1uF·······················································1个6 15K电阻····················································2个7 7.5K电阻···················································1个8 12Mhz 晶振·················································1个9 轻触开关····················································3个10 89C52单片机芯片···········································一片11 DAC0832数模转换芯片······································1片12 TL082运放芯片·············································1片13 发光二极管················································2个14 上拉电阻···················································1个15 1602液晶显示···············································1个16 双面板·····················································一块17 排针······················································若干前言随着微型计算机的普及和广泛应用,接口技术成为十分重要、十分关键的计术。
摘要 (2)第1章概述 (3)1.1ADC0832调节频率输入实现的意义 (3)第2章频率计实现的理论分析 (3)2.1ADC0832调节频率输出的基本结构和原理 (3)第3章单片机基础与芯片使用 (4)3.1单片机介绍 (4)3.2ADC0832介绍和时序使用 (7)第4章系统方案设计及实现 (11)4.1单片机选取 (11)4.2系统硬件结构图 (13)4.3各模块的实现 (13)4.4软件的实现 (15)4.5功能调试 (24)结束语 (26)参考文献 (27)致谢 (28)“ADC0832控制频率输出”实质上是运用可调电阻反馈电压模拟量输入到ADC0832中输出数字量。
应用数字量填充单片机定时器初值,可产生中断从而实现电平转换,接到示波器上可观察方波的输出,由数码管直观的看出电平变化频率。
设计的关键在于数模转换,这个由ADC0832来实现,所以可以比较容易得到一个可控制的频率计。
本文以单片机的实际应用为背景,介绍了以单片机为核心ADC0832控制频率输出设计的基本结构和基本原理。
关键词:单片机;ADC0832;数模转换Abstract"ADC0832 control frequency output" is actually using the adjustable resistorfeedback analog voltage input to the ADC0832 digital output. Application ofdigital single-chip timer initial filling, can generate an interrupt to realize the conversion level, received the oscilloscope can observe Fang Bo's output, by the digital tube directly see level change frequency. The key lies in the design of digital to analog conversion, this is implemented by ADC0832, so it can be easily obtained a controlled frequency meter.Based on the background of the practical application of SCM, SCM introduced to the basic structure of frequency output control design of the core and basic principle of ADC0832.Keyword: MCU; ADC0832; digital to analog conversion第1章概述1.1 ADC0832调节频率输入实现的意义应用ADC0832和可调电阻,由可调电阻反馈电压模拟量输入到中输出数字量。