双通道波形发生器

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1、基于８０５１单片机的双通道波形发生器的设计与实现　　　　　　　摘要丈幸介绍了采用Ｉｎｔｅｒ公司ＭＣＳ－５１系列８０５１单片机为核心部件，以及其它外围电路及其相应接口，进行双通道波形发生器的设计及其实现。所实现的基于８０５１单片机的双通道波形发生器不但能够调频、变相，而且可通过双通追使得用尸能够进行１＜ａ定的信号波形模拟或辫识，以检验或验证实脸结果关健词８０５１单片机单片机波形发生器　波形发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验。常用的波形发生器多数采用分立元件组成，不但电路复杂、价格昂贵，而且仅能产生几种常用的信号波形，如正弦波、方波、锯齿波等，还

2、很少有可调节两路输出波形之间相位差的波形发生器，不能满足实际需要。因此，该文介绍采用应用广泛的ＭＣＳ－５１系列的８０５１单片机为核心部件，来设计与实现双通道波形发生器。该波形发生器能方便地产生所需信号波形，其频率、相位、波形也能满足精度要求。Ｉ双通道波形发生器基本原理与组成　众所周知，模拟信号可以通过采样量化得到数字信号，相反数字信号可以通过数模转换器转换成模拟信号。而相对于模拟信号而言，只由０和１两种状态组成的数宇信号产生起来要简单容易得多。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，８０５１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

3、件：中央处理器ＣＰＵ，随机存取存储器】认Ｍ、只读存储器ＲＯＭ，ＶＯ接口电路、定时器／计数器以及串行通讯接口等，只要将８０５１再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形愉出、指示灯及其接口等四部分即可构成所需的波形发生器，其波形发生器构成原理框图如图１所示　８０５１是整个波形发生器的核心部分，它从程序存储器读取程序，从键盘接收数据，经过处理送到指示灯和显示器，并产生相应的数字信号送到数模转换器，转换成模拟信号也就是所需要的波形输出。键盘可使８０５１接收用户输人的波形选择、波形频率和相位差信息，指示灯和显不器则将这此信息显示出来。而８０５１如何工作则要按程序存储器中的程序指

4、令执行。产生什么样的波形及怎样产生波形则完全由程序来决定。因此理论上可通过编写程序产生任意的波形实际上对要产生的波形的一周期采取一定数量的采样点，在这里先采取一周期五十个采样点。在产生波形的时候，就在每次输出采样点数据之后执行一段延时程序，延时之后再输出下一个采样点，然后再延时，再输出……如此循环就产生了一定周期的信号波形。如果不计愉出采样点数据所花的时间，那么波形的周期即是采样点之间延时程序执行的时间乘于５０。这样只需要改变延时的时间，就可以相应改变所产生信号波形的周期。波形发生器功能与性能指标设定如下：①可产生各种波形（常用有三种波形：正弦波、锯齿波、方波）；②可调节波形频

5、率（此设计低频可达到。注赫兹，高频由于８０５１运算速度的原因只能达到２Ｋ赫兹，再高的话会有较大的误差）；③可调节两路拾出波形之间的相位差，从。到３６０度；④波形的频率和相位差可用键盘翰人；⑤波形的频率和相位差可用ＬＥＤ数码管显示。２　８０５１处理器的墓本特点　　　　８０５１单片机是Ｉｎｔｅｌ公司于１９８０年推出的ＭＣＳ－５１系列高档８位单片机，其硬件结构主要包括：内部程序存储器和内部数据存储器容量、输人／抽出（ｖ０）口、外部程序存储器和外部数据存储器寻址空间、中断与堆栈、定时／计数器与寄存器区、指令系统以及布尔处理器。　　　　８０５１执行指令的时间与及定时器／计数器计数的频率都

6、与振荡源的周期有关，为了提高波形频率的精度，采用１２ＭＨｚ的晶振与外部时钟方式，晶振的两根引脚分别与８０５１的外接晶振引脚Ｘ１和Ｘ２相连。波形发生器工作时，要求进人复位工作状态，因此需设计准确、可靠的复位电路。　　　　８０５１单片机内部设置两个１６位可编程的定时器／计数器ＴＯ和Ｔ１，它们具有计数器方式和定时器方式两种工作方式及４种工作模式。在波形发生器中，将其作定时器使用，用它来精确地确定波形的两个采样点枪出之间的延迟时间。模式Ｉ采用的是１６位计数器，当ＴＯ或Ｔ１被允许计数后，从初值开始加１计数，最高位产生滋出时向ＣＰＵ请求中断。因此要想确定精确的时间，首先要计算出计教初值。　

7、　　　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置的。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请求，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，只用到片内定时器／计数器益出时产生的中断请求，即是在８０５１输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时器未产生中断之前，８０５１等待，直到定时器计时结束，产生中断请求，８０５１响应中断，接着输出下一个采样点信号，如此循环产生所需要的信号波形。３程序存储器及接口电路　　　　为了方便用户扩展程序。程序存