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基于AT89S51单片机设计的数字式波形发生器(最终版)

按下生成方波,延时,延时,,下面为延时程序的编写延时,延时,延时,延时采用中断方式实现波形的切换,外部中断入口地址方波,对应口外部中断入口地址三角波对应口开外部中断开外部中断,外部中断优先,外部中断触发方式电平触发外部中断触发方式电平触发开总中断,设置口地址输出对应于内容的模拟量,个机器周期个机器周期,应该延时个机器周期个机器周期个机器周期个机器周期个机器周期,延时个机器周期,设置口地址,取表格初值,个周期个周期查表指令,个周期输出对应于内容的模拟量,个周期个周期,延时个周期个周期相邻两点之间指令占据时间为,这个时间应该要计算进去正弦表格,开始执行程序。高电平复位,复位的方式般有三种第上电复位。接通电源时,单片机复位第二手动复位。设置个复位按钮,当操作者按下按钮时产生个复位信号第三自动复位。设计个复位电路,当系统满足条件时自动产生个复位信号。图为最简单的上电复位和手动复位方法。图的晶振复位电路各模块电路的设计转换电路基本介绍是双列直插式位转换器。能完成数字量输入到模拟量电流输出的转换。其主要参数如下分辨率为位转换时间为满量程误差为参考电压为供电电源为逻辑电平输入与兼容引脚图图引脚图位的数据输入端,为最高位。模拟电流输出端,当寄存器中数据全为时,输出电流最大,当寄存器中数据全为时,输出电流为。模拟电流输出端,与的和为个常数,即常数。反馈电阻引出端,内部已经有反馈电阻,所以端可以直接接到外部运算放大器的输出端,这样相当于将个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。参考电压输入端,此端可接个正电压,也可接个负电压,它决定至的数字量转化出来的模拟量电压值的幅度,范围为。端与内部形电阻网络相连。芯片供电电压,范围为。模拟量地,即模拟电路接地端。数字量地。内部结构框图图内部结构图内部结构框图分析在中有两级锁存器,第级锁存器称为输入寄存器,它的允许锁存信号为,第二级锁存器称为寄存器,它的锁存信号也称为通道控制信号。当为高电平,片选信号和写信号为低电平时,输入寄存器控制信号为,这种情况下,输入寄存器的输出随输入而变化。此后,当由低电平变高时,控制信号成为低电平,此时,数据被锁存到输入寄存器中,这样输入寄存器的输出端不再随外部数据的变化而变化。对第二级锁存来说,传送控制信号和写信号同时为低电平时,二级锁存控制信号为高电平,位的寄存器的输出随输入而变化,此后,当由低电平变高时,控制信号变为低电平,于是将输入寄存器的信息锁存到寄存器中。的工作方式单缓冲工作方式此方式是使两个寄存器中任个处于直通状态,另个工作于受控锁存器状态或两个寄存器同步受控。般的做法是将和接数字地,使寄存器处于直通状态。另外把接高电平,接端口地址译码信号,接系统总线的信号,这样便可通过执行条输出指令,选中该端口,使和有效,从而启动转换。输入锁存器寄存器转换器图单缓冲工作单极性方式电路连接双极性模拟输出电压图单缓冲工作双极性方式电路连接双缓冲工作方式双缓冲方式的大用途是数据接收和启动转换可以异步进行,即在对数据转换的同时,能进行下数据的接收,以提高转换速率。这时,可将接高电平,和接的,和分别接两个不同的地址译码信号。偏移码图双缓冲工作方式电路连接直通工作方式当芯片的片选信号写信号及传送控制信号的引脚全部接地,允内容为时,同样输出对应模拟量,再延时相同时间,从而得到方波。测试结论软件仿真锯齿波仿真图三角波仿真图正弦波仿真图方波仿真图仿真结论分析从软件仿真的结果上看,波形存在定的的失真,这主要跟程序的设计有关,没有做到那么精确,再者,我认为仿真软件本身也会给测试结果定的误差。硬件测试结果分析硬件测试结果显示,示波器显示的波形比仿真软件模拟甚至还标准,而且对按键的响应比仿真响应快。这在定程度上,告诉我们,仿真软件只是个我们研究的工具,我们不能完全依赖于于仿真软件。心得体会及致谢这次课程设计主要是基于对单片机的掌握和应用,这是我们第次动手实践制作出板,从课题的选择系统原理方案的设计,电路原理的理解,到电路上元器件的焊接程序的编写,电路的调试,调试下载,步步,我觉得每个环节我都收获很大。在设计中,我力求硬件电路简单,充分发挥软件灵活方面的特点,在满足系统设计要求的同时在定程度上作出扩展。在此次课程设计中,我主要有以下几个方面的心得体会第在对单片机的具体实践掌握方面。这个学期我们开设了单片机原理与接口技术这门专业课,尽管在这门课程的学习上,自己态度非常认真而且也下了很大的功夫。但是在纯粹的理论上,总感觉不是那么的踏实和具体,而这次课程设计就为我具体实践提供了次很好的机会,我觉得这个教学安排对我们实践能力的锻炼时很有帮助的,通过此次课程设计,我对单片机的掌握有了更加切实的感受和接触,以及简单的应用,收获很大第二在汇编程序的编写方面。在大三上学期的时候我学过利用语言编程的方法,我那时觉得语言比汇编语言的编写效率高多了,所以在我脑海里总觉得学了语言编程就没有太大的必要去学习汇编语言。但是从这个学期正式学习单片机课程到这次课程设计,我越来越觉得汇编语言是更接近于于硬件的,侧重于你对硬件的掌握,所以,通过这次课程设计我现在更加认为学习好汇编语言的重要性第三软件的使用方面。这次课程设计主要用到和两个软件,这次课程设计使我更加深入和熟练的掌握了这两个软件的使用。但是,在软件仿真方面,我觉得我们在系统设计中不能太依赖于仿真软件第四电路板的制作方面。这是我们第次实践做板,虽然没有什么经验,但是在制作期间有个很深的体会我们在电路板时,很有必要检查好自己做得图,原理图,保证原理的正确性以及封装的正确性。智能仪器课程设计马上就要结束了,硬件调试也通过了,在此我特别感谢王玉林老师在此次课程设计以及其他学习生活中对我的帮助,每当遇到我不解的问题向他请教的时候,尽管他非常的忙,但他都是很热心,很耐心的为我提供意见和指导,我深深的感受到他对学生的负责和细心,谢谢您,同时也感谢其他老师对我的指导和同学们对我的帮助。参考文献李朝青单片机原理及接口技术北京北京航空航天大学出版社附录附录原理图附录二图附录三仿真图附录四源程序课程设计题目基于的波形发生器设计实现功能能产生正弦波,三角波,锯齿波,方波可通过按键能对各波形的切换,频率为按键查询方式作者唐松明对按键进行设定,设置堆栈区按下生成锯齿波程序,,对,许输入锁存信号引脚接时,芯片就处于直通工作方式,数字量旦输入,就直接进入寄存器,进行转换。工作原理主要由位输入寄存器位寄存器位转换器以及输入控制电路四部分组成。位输入寄存器用于存放主机送来的数字量,使输入数字量得到缓冲和锁存,由加以控制位寄存器用于存放待转换的数字量,由加以控制位转换器输出与数字量成正比的模拟电流由与门非与门组成的输入控制电路来控制个寄存器的选通或锁存状态。与反相比例放大器相连,实现电流到电压的转换,因此输出模拟信号的极性与参考电压的极性相反,数字量与模拟量的转换关系为数字码若转换器输出为双极性图转换器双极性输出电路图中,运算放大器的作用是把运算放大器的单向输出电压转换成双向输出电压。转换器的总输出电压为设,则主要是用于波形的数据的传送,是本题目电路中的主要芯片。按键和波形指示灯电路原理图如下图采用查询方式对各类波的切换图采用中断的方式对波形的切换说明对于查询方式对波形的切换,当按键按下时,输出相应波形,并点亮相应的灯,对于中断方式,利用两个外部中断实现对波形的切换。中断与查询相结合的方式可以进行扩展,查询方式不是实时的,而中断时实时的电流电压转换电路原理图如下图转换电路说明实现转换最简单的方法就是直接在和之间跨界电阻,这样就很容易的实现了转换,但是这种方法忽略了个阻抗问题。对于来说,的取值应尽可能大,能够保证获得更多的电压,对于与输出电压相连的后续电路来说,的取值应尽可能的小,以降低输出阻抗,这两方面是矛盾的,所以这种方式欠合理。而合理的方式是应用运算放大器实现转换,也解决了阻抗的问题。接口接口定义及其连线图图图图程序下载接口定义图接口与连线说明相对于增加的特色功能之就是前者具有下载功能,,具有第二引脚功能,专门用于功能。软件设计根据功能,系统软件设计分成几个模块编程主程序模块,锯齿波程序模块,三角波程序模块,正弦波程序模块,方波程序模块,延时程序模块。主程序模块主程序流程图图主程序流程图说明主程序中主要实现利用按键来控制不同波形的输出,当按键按下时波形发生器就输出锯齿波,对应的点亮当按键按下时,波形发生器就输出三角波对应的点亮当按键按下时,波形发生器就输出正弦波,对应的点亮当按键按下时,波形发生器就输出方波,对应的点亮。通过按键可以以任意循环方式输出不同波形。锯齿波程序模块开始按下了输出锯齿波按下了按下了按下了输出三角波输出正弦波输出方波程序流程图图锯齿波程序流程图说明锯齿波产生首先将口地址至为,然后将送入寄存器中,输出中的内容,当中的内容等于返回开始,当中的内容不为时,中的内容累加

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