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1、第五章基于单片机的波形发生器设计5.1 波形发生器的原理介绍波形发生器的设计是利用D/A转换原理，将被测数字量转换成模拟量，并用模拟方式显示出低频信号源，如方波、三角波、正弦波等等。通常数字电压表都采用大规模的D/A转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能 指标均明显优于指针式万用表。其中D/A转换器将输入的数字量转换成模拟量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将D/A转换器中各组模拟开关接通或断开，保证D/A转换正常进行。本系统以单片机AT89S52为系统的控制核心，结合 D/A转换芯片 ADC0832设计一个简易波形发生器。波形幅度的调节通过调节
2、D/A转换器的RFE端口的电压调节来实现，具体为加一个电位器调节电压。波形的频率通过单片机的程序来实现调节。通过调节拨码开关来实现波形频率的调节。5.1.2波形发生器电路图FUIY.B.ID FD.IfAtl叩斗町 FD.JLh- F 口必忸 PDjaK pdjy&F稣片的 P3.l/T>l! Fj-irg pjrrnPI hF .J£F fj*PTW =1?巾r1W0 m»ci FZJiiMI ,乜珀.西 FZS.G nciki-i FEJfifc.E-Q 11-7T图11波形发生器电路图5.2 芯片介绍5.2.1DAC08320832采用双缓冲接口方式，其
3、传送控制端接地，输入所存允许断ILE与+5V电源相连，利用一个地址码进行二次输出操作，完成数据的传送和激动转换，第一次操作室P2.6为高电平，将P0 口数据线上的数据锁存于DAC0832的输入寄存器中。第二次操作是写控制信号由效，传送控制端为低电平，将车入寄存器中的内容锁存入0832的DAC寄存器中，D/A转换器便开始对锁存于DAC寄存器的8位数据进行转换，约经过 1/2时钟周期后，在输出端（IOUT2、IOUT1 ）建立稳定的电流输出。运放的作用是将0832输出的模拟电流信号转换为电压波形。DAC0832为一个8位D/A转换器，单电源供电，在+5+15V范围内均可正常 工作。基准电压的范围为
4、土10V,电流建立时间为 1s, CMOS工艺，低功耗20mW。DAC0832的外部引脚及功能介绍图如下：U11CSVCCWR1ILE(BY1/BY2)GNDWR2DI3XFERDI2DI4DI1DI5D10DI6VREFDI7RFBIOUT2GNDIOUT1202193184175166157148139121011DAC0832图12 DAC0832引脚图DAC0832内部结构资料：芯片内有两级输入寄存器，使DAC0832具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要 （如要求多路D/A异步输入、同步转换等）。D/A 转换结果采用电流形式输出。要是需要相应的模拟信号，可通过一
5、个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，还可以外接DI0DI7 :数据输入线，TLL电平。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，低电平有效。WR1为输入寄存器的写选通信号。XFER数据传送控制信号输入线，低电平有效。WR2为DAC寄存器写选通输入线。Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。Iout2:电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。Rfb:反馈信号输入线，芯片内部有反馈电阻.Vcc:电源输入线 （+5v+15v）Vref:基准电压输入线（-10v+10v）AGNDII拟地,摸拟信号和基准电
6、源的参考地 .DGN激字地,两种地线在基准电源处共地比较好5.3硬件焊接5.3.1元件清单表5波形发生器元件清单元件规格数量制板1ua7412ua741的对应接插器2DAC08321DAC0832的对应接插器1电阻315k2电阻47.5k1排针13针1导线八拨码开关1电阻200欧姆8单片机最小系统版1按键4电位器10k15.3.2硬件实图图13波发生器硬件实图5.4 波形发生器程序设计5.4.1 设计框图5.4.2 波形发生器程序ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART:CLR P3.6JNB P3.2,MAINJNB P3.3,MAIN1JNB P3.4,MAIN2
7、JNB P3.5,MAIN3SJMP STARTKEYCHECK:JNB P3.2,MAINJNB P3.3,MAIN1JNB P3.4,MAIN2JNB P3.5,MAIN3RETMAIN:MOV R0,#7FH;产生锯齿波MOV A,#00HLOOP3:MOVX R0,AINC ALCALL KEYCHECKSJMP LOOP3LCALL DELAYLJMP STARTMAIN1: MOV DPTR,#7FFFHMOV A,#00HLOOP1:MOVX DPTR,AINC ANOPCJNE A,#0FFH,LOOP1LOOP2:DEC AMOVX DPTR,ACJNE A,#00H,LOO
8、P2INC ALCALL KEYCHECKNOPAJMP LOOP1LCALL KEYCHECKLCALL DELAYLJMP STARTMAIN2: MOV DPTR,#7FFFHLOOP4:MOV A,#00HMOVX DPTR,ALCALL DELAYLCALL KEYCHECKMOV A,#0FEHMOVX DPTR,ALCALL DELAYLCALL KEYCHECKLJMP LOOP4MAIN3:LOOP5:MOV A,R1MOV DPTR,#SETTABMOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#07FFFHMOVX DPTR,ALCALL KEYCHECK; 产生正弦波; 产
9、生三角波; 产生矩形波INC R1SJMP LOOP5SETTAB: DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02HDB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09HDB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15HDB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25HDB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38HDB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EHDB 51H, 55H, 57H, 5
10、AH, 5DH, 60H, 63H, 66HDB 69H, 6CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80HDB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96HDB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEHDB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5HDB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8HDB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9HDB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F
11、4H,0F5HDB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDHDB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDHDB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6HDB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAHDB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAHDB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0
12、CAH,0C7HDB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1HDB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99HDB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80HDB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69HDB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51HDB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AHDB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27HDB
13、 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16HDB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AHDB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02HDB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00HDELAY:MOV R5,#1D1: MOV R6,#1D2: MOV R7,#5DJNZ R7,$DJZZ R6,D2DJNZ R3,D1RETEND5.5 示波器波形5.5.1 三角波波形图14三角波波形5.5.2 矩形波波形图15锯形波波形5.5.3 锯齿波波形sau#d to DS0S05. BMP complst.edI EDGE ¥Hl 50U CH2 :m+U图16锯齿波波形5.5.4 正弦波波形图17正弦波波形