波形发生器设计解析

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。89C51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、左时器/计数器以及串行通讯接口等，只要将89C51再配宜键盘及、数模转换 及波形输岀、放大电路等部分，即可构成所需的波形发生器，英信号发生器构成系统框图如 下图所示。
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垃的。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，只用到片内左时器/汁数器溢出时产生的中断请求，即是在AT89C51输出一个波形采样点信号后，接着启动左时器，在泄时器未产生中断之前，AT89C51等待, 直到左时器计时结朿，产生中断请求，AT89C51响应中断，接着输出下一个采样点的信号, 如此循环产生所需要的信号波形。
五邑大学
单片机课程设计报告
题目：波形发生器设计
院 系信息学院
专业电子信息工程
学号3112001979
学生姓名陈梓聪
指导教师
波形发生器设计
摘要
本文以STC89C51片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。信号发生器采用数字波 形合成技术，通过硬件电路和软件程相结合，可输出自左义波形，如正弦波、方波、三角波、梯 形波及他任意波形，波形的频率和幅度在一沱范国内可任意改变。波形和频率的改变通过 软件控制，幅度的改变通过硬件实现。介绍了波形的生成原理性能稳定、功能齐全的优点。
AT89C51单处机内部设置两个16位可编程的左时器/计数器T0和T1,它们具有计数器方式 和泄时器方式两种工作方式及4种工作模式。在波形发生器中，将其作泄时器使用，用它来 精确地确左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位汁数器，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。
89C51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。当数字信号电路到达转换电路，将英转换成模拟信号 也就是所需要的输出波形。波形ROM表是将信号一个周期等间距地分离成128个点，储存 在单片机得ROM内。
产生指泄波形可以通过DAC来实现，不同波形产生实质上是对输岀的二进制数字量进 行相应改变来实现的。本题目中，方波信号是利用圧时器中断产生的，每次中断时，将输岀
正弦波是利用MATLAB将正弦曲线均匀取样后，得到等间隔时刻的y方向上的二进制 数值，然后依次输出后经D/A转换得到。
2、设计功能
本方案有5个独立式按键。英中“S1”号键代表正弦波输出，“S2”号键代表三角波输 出，“S3”号键代表方波输出，“S4”号键代表锯齿波输出，"S5”号键代表梯形波输岀。
3、主控电路
的信号按位反即可；三角波信号是将输岀的二进制数字信号依次加1,达到Oxff时依次减1,并实时将数字信号经D/A转换得到：锯齿波信号是将输出的二进制数字信号依次加1,达到Oxff时置为0x00,并实时将数字信号经D/A转换得到的；
梯形波是将输岀的二进制数字信号依次加1,达到Oxff时保持一段时间，然后依次减1宜至0x00,并实时将数字信号经D/A转换得到的；
设计中主要采用AT89C51型单片机，它具有如下优点：（1）拥有完善的外部扩展总线, 通过这些总线可方便地扩展外朗单元、外囤接口等。（2）该单片机内部拥有4K字节的FLASH ROM程序存储器空间和256字节的RAM数据存储空间，完全可以满足程序的要求。由于 该芯片可电可擦写，故可重复使用。如果更改程序内容，可将芯片拿下重新烧写。（3）该 单片机与工业标准的MCS-51型机的指令集和输出引脚兼容。
关键词：低频信号发生器；单片机：D/A转换
-、设计要求
设计一个能产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。
二、
1、进行硬件电路设计。
2、编写程序，并进行程序测试。
3、利用单片机采用软件设计方法产生五种波形。
4、焊接电路，将程序下载到单片机，并用示波器对输出程序进行测试。
三、
1、工作原理：