简易波形发生器设计

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1、2021-6-16黑龙江科技学院计算机科学与技术2007级控制01班周伟152021-6-16黑龙江科技学院计算机科学与技术2007级控制01班周伟设计题目：简易波形发生器设计设计目的：用单片机产生各种波形及改变波形频率设计目标：设计一个简易波形发生器，要求该系统能通过开关或按钮有选择性的输出正弦波、三角波、方波、及阶梯波等四种波形，并且这四种波形的频率均可通过输入电位器在一定范围内调节任务下达时间：2010年3月1日任务完成时间：2010年3月11日指导教师评语：年月日设计成绩：152021-6-16黑龙江科技学院计算机科学与技术2

2、007级控制01班周伟摘要：单片机主要面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应测控领域应用的要求而诞生的。随着单片机技术的发展，它在芯片内部集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O接口、脉冲宽度调制器（PulseWidthModulator，PWM）、监视定时器（WatchDogTimer，WDT）等。这些对外电路及外设接口已经突破了微型计算机传统的体系结构，所以单片机也称为微控制器（MicroController）。关键词：中央处理器；随机存储器；只读存储器15黑龙江科技学院计算机科学

3、与技术2007级控制01班周伟15黑龙江科技学院计算机科学与技术2007级控制01班周伟引言：一般函数发生器是由硬件组成的，它的输出频率范围宽，各项指标高，性能优良，因而在对输出波形要求较高的地方被广泛应用，这种仪器的缺点是电路复杂，成本高，输出波形种类不多，不够灵活。在对波形指标要求不高，频率要求较低的场合，可以用单片机构成一个波形发生器。产生所需要的各种波形，这样的函数发生器靠软件产生各种波形，小巧灵活，便于修改，且成本低廉，容易实现。1设计概述1.1课程设计的目的通过对本课题的设计，掌握A/D,D/A转换的应用，用单片机产生各种

4、波形的方法及改变波形频率的方法。熟悉单片机应用系统的设计以及软硬件的调试。单片机本身并没有开发能力，必须借助开发工具即硬件开发环境才能进行开发。单片机的硬件开发环境有PC机、编程器和仿真机等。1.2设计的内容、要求设计一个简易波形发生器，要求该系统能通过开关或按钮有选择性的输出正弦波、三角波、方波、及阶梯波等四种波形，并且这四种波形的频率均可通过输入电位器在一定范围内调节。对于四种波形的切换，用两个开关的四种状态来表示（或用按钮）。选用常用的A/D转换芯片0809来实现模拟量的输入。D/A转换器选用0832来输出波形。15黑龙江科技学

5、院计算机科学与技术2007级控制01班周伟2概要分析2.1方案论证一般函数发生器是由硬件组成的，它的输出频率范围宽，各项指标高，性能优良，因而在对输出波形要求较高的地方被广泛应用，这种仪器的缺点是电路复杂，成本高，输出波形种类不多，不够灵活。在对波形指标要求不高，频率要求较低的场合，可以用单片机构成一个波形发生器。产生所需要的各种波形，这样的函数发生器靠软件产生各种波形，小巧灵活，便于修改，且成本低廉，容易实现。但受单片机工作频率的限制，它所构成的波形发生器的输出频率较低，各项指标也都不太高，只能用于波形要求不高的场合。2.2硬件设计

6、根据设计要求，可以考虑四种波形切换，用两个开关的四种状态来实现。需要两根口线，如果用按钮来切换波形就只需要一根I/O线，而且使用也方便一些。另外，波形频率的改变是通过电位器输入电压来实现的，所以需要一个模拟量输入，选用常用的A/D转换器芯片0809可以满足要求。波形输出是通过D/A转换器实现的，可以选用D/A专用芯片0832来完成。这样系统的主要器件就确定了。其系统原理图如图1所示。系统选用6MHZ晶振，如用12MHZ晶振，则输出波形的频率可得到相应提高。A/D转换器芯片的地址按图中所示接线为7000H，采样通道为IN0，三个通道地址

7、选择端ADD-A,ADD-B及ADD-C接在数据线上，也可以接到P2口线上，只是按图所示接线，在启动A/D转换器时，累加器A中应送通道值。当然，按设计要求也可将这三根地址线接地，但这样不利于系统扩展，0809EOC端在A/D转换结束后会产生一个上跳变，将其接到P3.2口，这样当A/D转换结束时可按等待及查询两种方式读取数据，编程较为灵活，若采取中断方式读取结果，从EOC输出的信号应加反相器后再送到P3.2口，以便与单片机的中断逻辑相匹配。分频器74ALS74将1MHZ的地址锁存信号四分频，变为250KHZ脉冲后，提供给0809作为其工

8、作脉冲。D/A转换器芯片DAC0832将单片机输入的数字量转变为电流信号并以差分方式送给运算放大器LM324，后者将其变为电压信号输出。若要得到正负电压，则应该为运算放大器提供正负电源。按途中所示，接线0832地址为80