设计并实现频率可控的正弦波信号发生器-单片机课设

1Proteus软件简介

Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。

特点：支持ARM7，PIC ，A VR，HC11以及8051系列的微处理器CPU模型，更多模型正在开发中；

交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等；

强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；

支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试；

一键“make”特性：一个键完成编译与仿真操作；

内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型；

DLL界面为应用提供特定的模式；

14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；

高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；

模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；

集成PROTEUS PCB设计形成完整的电子设计系统。

Protues软件与Keil uVision的结合

对于初次使用Protues软件的人可能还不知道如何设置，现在把设置步骤简介如下，仅供参考(本文章只讨论在单机上结合，在两个联网机器使用由于篇幅限制不在此讨论)：设置

步骤如下：(1) 把proteus安装目录下VDM51.dll

( C:\ProgramFiles\LabcenterElectronics\Proteus6\Professional\MODELS)文件复制到Keil安装目录的\C51\BIN目录中;(2) 编辑C51里tools.ini文件, 加

入:TDRV1=BIN\VDM51.DLL("PROTEUS VSM MONITOR-51DRIVER");(3)Keil uVision

里设置: project-->options forproject-->debug tab;(4) 选中use proteus VSM monitor 51( 如果想用两台电脑仿真,双击setting,输入IP地址或者DNS name);(5) 载入proteus文

件;(6)proteus里选择DEBUG-->use remote debug monitor;进入KEIL的project菜单option for target '工程名'。在DEBUG选项中右栏上部的下拉菜选中Proteus VSMMonitor-51 Driver。在进入seting，如果同一台机IP名为127.0.0.1,如不是同一台机则填另一台的IP 地址。端口号一定为8000 注意：可以在一台机器上运行keil，另一台中运行proteus进行远程仿真.(7)打开KEIL uVision, 按F5开始仿真.

2设计要求

2.1 整体功能要求

利用DAC0832输出正弦波信号（用示波器观察输出波形），初始频率为50Hz，变频采用“＋”、“－”键控制，当按下“＋”键是正弦波的频率自动加1输出，当按下“－”时，正弦波频率自动减1输出，实时测量输出信号的频率值，通过数码管动态显示，并分析和实测输出信号的频率范围。

2.2 设计所用芯片简介

2.2.1DAC转换器介绍

DAC转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是接收、保持和转换的是数字信息，不存在随温度和时间的漂移问题，因此电路的抗干扰性能较好。DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，它具有价格低廉、接口简单及转换控制容易等特点。它由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DIA转换电路及转换控制电路组成，能和CPU 数据总线直接相连，属中速转换器，大约在1us内将一个数字量转换成模拟量输出。

2.2.2 DAC0832 的结构

D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数

据会出错)；

ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；

CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；

WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、

CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据

线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；

XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）

有效；

WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER

的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而

变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。

IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；

IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；

Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；