简易波形发生器课程设计报告

课程设计报告

设计题目：简易波形发生器

学院：理学院

专业班级：08电子信息科学与技术（1）班

学号： 200831120102 200831120112 200831120101 姓名：陈建泽纪婧如蔡国英

电子邮件：****************

时间： 2010年12月

成绩：

指导教师：刘丹

华南农业大学

理学院应用物理系

课程设计（报告）任务书

学生姓名陈建泽纪婧如蔡国英指导教师刘丹职称讲师题目简易波形发生器

任务与要求

以单片机为主控制器，扩展适当的接口电路，制作一个简易波形发生器，通过示波器观察所得的信号波形。通过功能选择，使信号发生器分别输出阶梯波、正弦波、三角波和方形波。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。

开始日期 2010 年 12 月 7 日完成日期 2010 年 12 月 23 日

简易波形发生器

学生：陈建泽纪婧如蔡国英指导老师：刘丹

摘要：本系统是基于STC89C52单片机的波形发生器。采用STC89C52单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）和按键等。通过按键控制可产生方形波、三角波、正弦波和阶梯波。其设计简单、性能优良，具有一定的实用性。文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法，STC89C52的基础理论，着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。

关键词：波形发生器、STC89C52、DAC0832

Abstract:Waveform The system is a generator based on single chip computer. STC89C52 is used as a control microcontroller core. The system is composed by digital/analog conversion (DAC0832) and buttons. .It can generate the square, triangle，sine and step wave. It is very practical. This paper introduces different signals that are produced by STC89C52 SCM and DAC0832, and briefly introduces the structure principle and usage of DAC0832, the basic theory of STC89C52. This paper emphasized how to use SCM to control the hardware circuit and software program of the signals above which produced by DAC0832 as well.

Key words:waveform generator, STC89C52, DAC0832

1 引言

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。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，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形。

本系统是基于STC89C52单片机的波形发生器。采用STC89C52单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）和按键等。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波和阶梯波。其设计简单、性能优良，具有一定的实

用性。本文介绍的波形发生器基本达到预定的目标。

2 总体结构

2.1 总体设计流程

2.2总电路图

本系统由单片机最小系统、功能选择电路和数模转换（D/A）电路等三部分构成，仿真电路如下图所示。

3 基本原理

3.1硬件原理

波形的产生是通过STC89S52单片机执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发送数据，从而在D/A转换电路的输出端将8位数字量转换成模拟量输出，得到相应的电压波形。数字量输入的范围为0~255，单极性输出时对应的模拟量输出的范围在0到VREF+之间；双极性输出时，对应的模拟量输出的范围在VREF-到VREF+之间。根据这一特性，可以利用单片机的并行口输出的数字量，产生常用的波形。

3.1.1 STC89C52电路

功能：波形选择识别与处理、参数设置；形成波形的数字编码，并输出到D/A接口电路和显示驱动电路。

典型的MCS-51单片机芯片集成了以下几个基本组成部分：

1）一个8位的CPU

2）128B或256B单元内数据存储器（RAM）；

3）4KB或8KB片内程序存储器（ROM或EPROM）；

4）4个8位并行I/O接口P0~P3；

5）两个定时/计数器；

6）5个中断源的中断管理控制系统；

7）一个全双工串行I/O口UART（通用异步接收、发送器）；

8）一个片内振荡器和时钟产生电路。

下图是89C52的引脚排列：

其中，CPU 是单片机的核心部件，它由运算器和控制器等部件组成。存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。P0~P3口是与外部交换信息的8位并行接口，均是准双向口。本系统所使用的P1口作为通用I/O接口使用，P1.7—P1.0用于传送CPU的输入/输出数据。单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准；复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。此次设计单片机外接12M晶振作为时钟频率，并采用按键复位设计。3.1.2 DAC0832电路

功能：将波形样值的编码转换成模拟值，完成双极性的波形输出。

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。

一个8位D/A转换器有8个输入端（其中每个输入端是8位二进制数的一位），有一个模拟输出端。输入可有28=256个不同的二进制组态，输出为256个电压之一，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是256个可能值。下图是DAC0832的逻辑框图和引脚排列：