基于51单片机的波形发生器_毕业论文设计
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Keywords：AT-89C51 DAC0832Separate buttonOP07
一
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。
基于单片机原理的波形发生器
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。
2.2
本系统总体框图如图2所示：
图2系统总体框图
2Βιβλιοθήκη Baidu
方案一：采用模拟分立元件或单片压控函数发生器，可以产生正弦波、方波、三角波，通过调整外部元件可以改变输出频率，但采用模拟元器件由于元件分散性太大，因而产生频率稳定性较差，精度低，地抗干扰能力低，成本高，而且灵活心性较差，不能实现任意波形以及波形运算输出等智能化的功能。
2.1
根据题目的要求，经过仔细的考虑各种要素，制定了整体方案：以AT89C51单片机为控制核心，P0口接DAC0832信号输入并进行数模转换，P1口接矩阵键盘，P2口接液晶显示器LCD1602，由程序控制P0口产生波形（分别是正弦波、方波、三角波），再由按键及按键次数控制产生波形的种类及频率和幅值在一定范围内可调，并且能够按任意键实现波形频率和幅值的设定（不通过步进按键设定来控制）。由运放OP07实现DAC0832输出电流到电压的转换，即实现数字信号到模拟信号的转换。在LCD上实时的显示波形的频率和幅值，波形在示波器上产生。其波形的存储方式，我们通过按键确定，一旦按键按下后，就把当时的波形对应的参数存储起来，例如幅度值，频率值等参数。波形的合成：为了波形的合成，我们在采样的时候，对正弦波，三角波，方波都只取乐20个点；因为点越少，其频率达到的值就会越大；合成时就是对幅值点进行一个叠加后赋给DAC0832输出一组波形。红外，通过外部中断高低电平的延时的时间来进行解码。
关键词：AT-89C51 DAC0832独立按键OP07
T
Abstract
This system adopts single-chip C8051 as the control core, digital output, and then by DAC0832 convert digital to analog; But the output is current, the need to use operational amplifier (OP07), the amount of current into a voltage. Display using the LCD1602 LCD, display the waveform amplitude. Key applications is independent, switch to waveform, amplitude, frequency of mediation. Its core operation, we use MATLAB to sine wave, triangle, the sine wave samples, groups of data, and then with an array of storage; Using the interrupt for scanning array. The frequency of mediation is to adjust one interval time, amplitude is adjusting the size of its digital (multiplied by a certain number of less than 1) at the same time. For the waveform synthesis, we adopt the number of points is 20.
3.具有波形存储功能。
4.输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
5.输出波形幅度范围O~5V（峰—峰值），可按步进0.1V（峰—峰值）调整。
6.具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
7.增加红外配置功能（串口配置程序或其他方式）
二
题目要求实现的任务是设计并制作一个函数信号发生器，能够产生正弦波、方波、三角波，要求不用DDS和专用的波形产生芯片，频率范围在1Hz~1MHZ可调，在频率范围为1HZ~10KHz时，步进不大于10Hz在频率范围为10KHz~1MHz时，步进不大于100Hz，并且电压范围在0~5V可调，步进为0.1V，能够实时的显示波形的类型及其频率和幅值。现在对以下方案进论证和验证。
方案二：采用锁相式频率合成方案，锁相式频率合成一个高稳定度和精确度的大量离散技术，他在一定程度上解决了既要频率稳定精确又要频率在较大的范围内可调的矛盾，但是频率受VCO可便频率范围的影响，高低频率比不可能做的很高，而且只能产生正弦波或方波，不能满足任意波形的要求。
方案三：采用单片机和数模转换DAC0832实现波形的产生。波形的产生是通过AT89C51执行方波波形程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在DA转换电路输出端得到相应的电压波形。在AT89C51的P1口接矩阵按键，通过软件编程来选择波形、幅值、频率，每种波形对应一个按键，此方案原理简单，实现起来比较容易。
一
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。
基于单片机原理的波形发生器
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。
2.2
本系统总体框图如图2所示：
图2系统总体框图
2Βιβλιοθήκη Baidu
方案一：采用模拟分立元件或单片压控函数发生器，可以产生正弦波、方波、三角波，通过调整外部元件可以改变输出频率，但采用模拟元器件由于元件分散性太大，因而产生频率稳定性较差，精度低，地抗干扰能力低，成本高，而且灵活心性较差，不能实现任意波形以及波形运算输出等智能化的功能。
2.1
根据题目的要求，经过仔细的考虑各种要素，制定了整体方案：以AT89C51单片机为控制核心，P0口接DAC0832信号输入并进行数模转换，P1口接矩阵键盘，P2口接液晶显示器LCD1602，由程序控制P0口产生波形（分别是正弦波、方波、三角波），再由按键及按键次数控制产生波形的种类及频率和幅值在一定范围内可调，并且能够按任意键实现波形频率和幅值的设定（不通过步进按键设定来控制）。由运放OP07实现DAC0832输出电流到电压的转换，即实现数字信号到模拟信号的转换。在LCD上实时的显示波形的频率和幅值，波形在示波器上产生。其波形的存储方式，我们通过按键确定，一旦按键按下后，就把当时的波形对应的参数存储起来，例如幅度值，频率值等参数。波形的合成：为了波形的合成，我们在采样的时候，对正弦波，三角波，方波都只取乐20个点；因为点越少，其频率达到的值就会越大；合成时就是对幅值点进行一个叠加后赋给DAC0832输出一组波形。红外，通过外部中断高低电平的延时的时间来进行解码。
关键词：AT-89C51 DAC0832独立按键OP07
T
Abstract
This system adopts single-chip C8051 as the control core, digital output, and then by DAC0832 convert digital to analog; But the output is current, the need to use operational amplifier (OP07), the amount of current into a voltage. Display using the LCD1602 LCD, display the waveform amplitude. Key applications is independent, switch to waveform, amplitude, frequency of mediation. Its core operation, we use MATLAB to sine wave, triangle, the sine wave samples, groups of data, and then with an array of storage; Using the interrupt for scanning array. The frequency of mediation is to adjust one interval time, amplitude is adjusting the size of its digital (multiplied by a certain number of less than 1) at the same time. For the waveform synthesis, we adopt the number of points is 20.
3.具有波形存储功能。
4.输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
5.输出波形幅度范围O~5V（峰—峰值），可按步进0.1V（峰—峰值）调整。
6.具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
7.增加红外配置功能（串口配置程序或其他方式）
二
题目要求实现的任务是设计并制作一个函数信号发生器，能够产生正弦波、方波、三角波，要求不用DDS和专用的波形产生芯片，频率范围在1Hz~1MHZ可调，在频率范围为1HZ~10KHz时，步进不大于10Hz在频率范围为10KHz~1MHz时，步进不大于100Hz，并且电压范围在0~5V可调，步进为0.1V，能够实时的显示波形的类型及其频率和幅值。现在对以下方案进论证和验证。
方案二：采用锁相式频率合成方案，锁相式频率合成一个高稳定度和精确度的大量离散技术，他在一定程度上解决了既要频率稳定精确又要频率在较大的范围内可调的矛盾，但是频率受VCO可便频率范围的影响，高低频率比不可能做的很高，而且只能产生正弦波或方波，不能满足任意波形的要求。
方案三：采用单片机和数模转换DAC0832实现波形的产生。波形的产生是通过AT89C51执行方波波形程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在DA转换电路输出端得到相应的电压波形。在AT89C51的P1口接矩阵按键，通过软件编程来选择波形、幅值、频率，每种波形对应一个按键，此方案原理简单，实现起来比较容易。