基于单片机的波形转换设计

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1、摘要：本系统是基于AT89C51单片机的波形转换器。釆用AT89C51单片机作为控制核心,外围电路包括模/数转换电路（ADC0804）、数字/模拟转换电路（DAC0832）、按键开关等。按键应用的是独立按键，用来波形的切换，幅值的调解。通过转换和调节可以输出正弦波和矩形波。其设计简单、性能良好，对用于多种需要低频波形信号的场所，具有一定的实用性。关键词：单片机、波形转换、按键开关、波形切换目录1」设计背景11.2设计工作12、总体设计框图23、硬件电路设计23.1AD转换模块23.2DA转换模块53.3单片机模块83.4反相器模块104、软件电路设计114」设

2、计思路114.2程序流程图125、仿真情况135」调试小遇到的问题135.2仿真调试过程136、休会与总结16参考文献17附录1源程序1821附录2设计电路」、刖吞1.1设计背景随着计算机技术的发展和成熟，计算机的应用也越来越广泛。在自动化领域，计算机已经成为控制系统的首选平台，应用计算机对生产和试验进行实时、远程监控是现代自动化发展的主要方向O将计算机应用于工业实时控制的前提是现场数据的实吋获取。在生产和科学实验屮，常常要测控很多参数，诸如温度、压力、转速等，通常的方法是使用专用的仪表人为观测、记录处理数据、做出判断，这就会带来人为的误差，而月•外围电路比较

3、复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行数值校准；它们的体积较大、使用不够方便，更重要的是参数的设定需要冇其它仪表的参与，外界设备多，成本高，并且参数的改变比较繁琐。1.2、设计工作本次课程设计中我们按照要求首先进行了查找资料。但是，只找到了两个类似的设计方案，而且它们也只是实现了部分功能，所以我们通过参考资料和所学的知识重新进行了设计。通过本次课程设计，掌握已学习过的微型计算机(8086)或单片机(8051)汇编语言的编程与调试、相关重要可编程芯片的工作过程，加深对微型计算机工作原理的理解，并学会将所学的知识应用到实际中，达到在应用中掌握知识的目的。二、总体电

4、路设计框图本次课程设计要求冇两点：1.以微机为主控制器设计制作一个信号波形变换电路。将信号发生器产生的正弦波信号采样后存入数据存储器中，然后通过D/A转换将数字信号转换为正弦信号，并将两种正弦信号送入示波器进行比较。2.电路中设置小键盘，从键盘输入数据改变采样频率和其他参数，观察输入、输出波形的变化。根据要求和杳找的资料我们确定了设计方案为输入的止弦波通过AD转换电路，变成数字信号，将数据存储在AT89C51中，然后再通过DA转换电路，输出正弦波和方波。原理框图如下：图1:设计原理框图三、硬件电路设计此方案可以划分四个模块：AD转换模块，DA转换模块，单片机模

5、块，反向器模块。3.1AD转换模块A/D转换器的主要功能是将模拟信号转换成数字量。实现A/D转换的方法很多，常用的有双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行比较式A/D转换器等。木次课程设计采用的是ADC0804,它是一个8位的A/D转换器，它的引脚图如下:cs—1RD2WR—3CLKIN—41NTRVIN(+)―6VIN(-)—7AGND5ADC080411121314帖16仃18Vref/2—9GND—101920VCCCLKRDBODB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7图2：ADC0804引脚图ADC0804是属于连续渐进式(Success

6、iveApproximationMethod)的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快(几十至几百us)、分辨率高外,还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。它的主要电气特性如下：工作电压：+5V,即VCC=+5Vo模拟输入电压范围：0〜+5V,即0WVinW+5V。分辨率：8位，即分辨率为1/28=1/256,转换值介于0〜255Z间。转换时间：lOOus(fCK=640KHz时)。转换误差：±lLSBo参考电压：2.5V,即Vref=2.5VOADC0804的转换原理1.PIN1(CS)：ChipSelect,与RD、WR接脚的输入电

7、压高低一起判断读取或写入与否，当其为低位准仃ow)吋会activeo1.PIN2(RD)：Rcado当CS、RD皆为低位准(low)时，ADC0804会将转换后的数字讯号经曲DB7DB0输出至其它处理单元。2.PIN3(WR):启动转换的控制讯号。当CS、WR皆为低位准(low)时ADC0804做清除的动作，系统重置。当WR由0-1且CS=0时，ADC0804会开始传换信号，此时INTR设定为高位准(high)o3.PIN4、PIN19(CLKIN、CLKR):频率输入/输出。频率输入可连接处理单元的讯号频率范围为100kHz至800kHz。血濒率输出频率最大

8、值无法大于640KIIZ,一般可选用外