基于51单片机波形发生器的设计与实现开题报告
基于单片机波形发生器的实现与发生
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。
基于51单片机的波形发生器设计
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
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
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
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
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。
C51单片机的波形发生器
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。
基于51单片机汇编程序波形发生器实训报告
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。
函数发生器毕业设计开题报告
【1】杨恢先,黄辉先.单片机原理及应用[M].人民邮电出版社,2006.
【2】曾一江.单片机微机原理与接口技术[M].科学出版社,2006.
【3】康华光,陈大钦.电子技术基础[M].高等教育出版社,1998.
【4】穆 兰.单片微型机计算机原理及接口技术[M].北京机械工业出版社
【5】张毅刚，等.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社
当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进步，给人们带来了根本性的转变，在现代电子领域中，单片机的应用正在不断的走向深入，这必将带来一场仪器设备高度智能化的全面革命。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器，而用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高，特别是单片机应用技术的不断成熟，导致传统控制与检测技术的快速革新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域中得以极为广泛的应用，特别是在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域处处可以看见它的应用。
【6】蒋智勇，等.单片微型计算机原理及应用[M].沈阳辽宁科学技术出版社
【7】何立民.单片及应用文集（1）[M].北京航天航空大学出版社李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].
【8】何立民.单片机应用技术选编[M].
【9】阎石.模拟电子技术基础[M].
【10】张洪润,易涛.单片机应用技术教程[M].清华大学出版社.
毕业设计（论文）开题报告
学生签名：
题目
基于51单片机的函数发生器设计
本课题的
目的意义
波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，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。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。
基于单片机的波形发生器的课程设计报告
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。
基于51单片机波形发生器课程设计
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。
基于51的波形发生器设计报告
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单片机信号发生器的设计
2. D/A转换器选择：DAC0832
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处 理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简 单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得 到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位 DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
3.显示器LCD1602
指导老师：XXX 专业：电子信息工程 学生：XXX 学号：XXXX
第一章：绪论 第二章：方案论证 第三章：相关硬件介绍 第四章：相关软件介绍 第五章：电路设计与仿真 第六章：总结与展望
1.选题的意义，背景及现状
本章的前三节介绍了本次毕业设计的选题意义，背 景。并对现如今这一方面的研究现状作了一定的了解。
本次设计采用非编码键盘其硬件逻辑与按键编码不存在严格 的对应关系，而要由所用的程序来决定。非编码键盘的硬件接 口简单，但是要占用较多的CPU时间，通常采用可编程键盘管 理芯片来克服这个缺点。
1.Proteus软件介绍
Proteus软件是来自英Labcenter electronics公司的 EDA工具软件，除了其具有和其它EDA工具一样的原 理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外， 其革命性的功能是，他的电路仿真是互动的。
2.KEIL C51编译器简介
KEIL C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发 提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特 点。
总体电路图
➢ 仿真结果
1、三角波仿真结果
2、方波仿真结果
3、正弦波仿真结果
总结
本次毕业设计是大学以来第一次独立完成的比较大 型的设计类课题。对本次毕业设计的主要内容以及在 其中学到的知识，遇到的问题，解决问题的方法做一 个具体总结。从中得到一定的经验。
基于51单片机波形发生器课程设计
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。
基于51单片机的波形发生器设计报告
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。
51单片机-波形发生器
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。
基于51单片机的信号发生——开题报告
5.《单片机实验指导书》 王建校，张虹编写。轻印，2007
6.《单片机C语言开发技术》 龚运新编著 清华大学出版社，2006
学生（签名）：年月日
对开题报告的审查意见
指导教师意见
1.对“文献综述”的评语：
2.对研究方案的评价和对研究结果的预测：
综述认真，所述方案可以实现，可以达到毕业设计的要求。
指导教师（签名）：金印彬2014年3月28日
专业审查意见：
负责人（签名）：年月日
系审批意见：
负责人（签名）： 年 月 日
注：栏目空间不够可另加附页。
附件四
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。国内的单片机目前注重的还只是低中档的应用，普遍采用的是8或16位的单片机，对宏单片机和DSP等高档的应用还处于初始阶段。
单片机的发展趋势为：低功耗与高性能、低电压、低噪声与高可靠性、采用CMOS技术、外围电路内装、串行扩展技术等。同时，单片机的快速发展也带动着基于单片机的信号发生器的快速发展，如：任意波形发生器、矢量波形发生器。使得信号发生器的应用更加广泛。
二．课题研究的方案设计
课题研究现状：信号发生器也被称为函数发生器，主要作为试验用的信号源，是现金各种电子电路实验设计中不可或缺的仪器设备之一。目前市场上常见的波形发生器多为纯硬件搭接而成，波形种类为锯齿波、正弦波、方波、三角波等各种波形。用分立元件组成函数发生器，难以达到很高的频率，其工作也不稳定，用集成芯片的函数发生器则可以改善这一缺点。既可以达到较高的频率，又能产生多种易于调试的波形。利用单片集成芯片，成本也比较高。
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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讣算机系统。
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，丄程实用性较差。
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山切换以及频率、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。
这种发展速度一直持续到1964年，笫一台全电子晶体管做的信号发生器出现。
从60年代以后，信号波形发生器的发展速度就开始加快了，有个代表产品，那就是函数信号发生器，但是模拟的电子方面的技术在这段时期是占主要的，组成的部分一般都是分立元件，或者是采用模拟的集成方面的电路，电路结构相比于60年代以前，要复杂了，产生的波形就多了一些，比如有方波、正弦波、三角波，还有了锯齿波，但是波形还是比较简单的，加上模拟电路会产生较大的漂移，输出波形的稳定性还是比较差的，70年代乂是一个转折点，出现了微控制器，这个时候信号波形发生器的功能就开始强大了起来，波形的产生也比较复杂了。
对信号波形发生器而言，软件成为这个时期的主要特征，通过程序用微控制器进行相应的处理就能方便灵活的获得一些简单的信号波形，当然这种方式也是有缺陷的，那就是波形输出的频率不会很
高，产生这个原因主要是处理器的工作速度问题，当然还是有一些方法来提高输出频率的，比如，软件方面的改进让它的工作周期缩短，但是这些方法比较有限，硬件电路才是改进的关键所在。
慢慢的计算机技术，现代电子技术，信号处理技术发展起来了，数字化技术开始进行渗透和普及，数字信号处理技术开始逐渐的替代传统的模拟信号处理技术，仪器的处理能力开始不断提升，测量的精度高了，准确度高了，速度也提上
[2]去了，展现的优点非常多，从这个时候开始，社会进入数字信号发生器时代发展迅猛。
三、研究□标
本课题在理论分析的基础上，设计山四大模块组成:D/A波形发生模块，数码管显示模块键盘输入模块，波形数据存储模块。
波形的产生通过单片机内的程序实现，采用D/A转换器来控制输出，第一片用于输出波形，第二片用于控制第一片的参考电压，将笫二片的输出作为笫一片参考电压，以便山程序来控制输出波形的幅值变化，从而实现波形幅值的改变。
频率的产生111硬件实现，频率的变化山程序来控制，通过改变定时器的初值来改变输出波形相邻两点的时间间隔，从而实现波形频率的改变。
波形的合成也通过程序实现，具有很高的精度和线性组合的灵活性。
四、研究内容、方法及手段
1、研究内容
本设计主要研究内容是设计一个利用51单片机的波形发生器，通过把各种各
样的波形在一个周期中的变化情况离散化，再根据二进制的规律进行编码，得到每一种波形所对应的波形代码。
把这些代码存储到存储器中，利用电路选择其中的一族代码输出，经过数/模转化器和放大器，获得连续放大的波形，对于正弦等信号不便通过直接讣算得到其波形数据，而其波形用较小数据量即可准确描述，可对其一周信号抽取一定的数据作为基本波形数据固化在单片机的程序存储器中。
2、研究方法和手段
(1)查阅51单片机波形发生器的相关资料，掌握相关的知识；
(2)经常与导师沟通，了解波形发生器的原理和设计步骤；
(3)将所获得的文档资料整理分类，文献说明及时添加。
五、可行性分析
本次设讣是在指导老师的指导下搜集、查阅相关资料，对波形发生器的原理有充分的认识，整体设计思路明确，成本低，可行性良好。
六、进度安排
2012.11.20-2013. 02. 20收集相关资料，与导师交流确定研究方向及基本思路。
2013. 02. 21-2012. 03. 07论文开题，完成开题报告及答辩。
2013.03. 08-2013. 04. 11整合相关资料，完成论文中期报告和论文初稿，准备中期辩。
2013. 04. 12-2013. 05. 09完成毕业论文，制作实物，准备毕业论文答辩。
参考文献：
[1]谢自美.电子线路设计?实验?测试.武汉:华中科技大学出版社,2008 [2] 林志琦，
蒋惠萍.信号发生电路原理与应用设计[M].北京：人民邮电出版社，2010 选题是否合适：是否选题是否合适：是否课题能否实现：能不能课题能否实现：能不能指导教师(签字)指导小组组长(签字)
年月日年月日。