基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 朱開汪 余建坤

基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 朱開汪 余建坤

基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)利用單片機(jī)AT89C51采用程序設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生正弦波、三角波、方波等波形，通過D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832（DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片、與微處理器完全兼容）將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來，能產(chǎn)生1Hz—1kHz的波形。通過基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的鍵盤來控制三種波形的類型選擇、撥碼開關(guān)控制頻率的變化，并通過液晶屏LCD1602（工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符）顯示其各自的類型以及數(shù)值，基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器大致包括信號發(fā)生部分、數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分以及液晶LCD1602顯示部分三部分。

AT89C51單片機(jī)；LCD1602液晶顯示；D/A轉(zhuǎn)換器

一、設(shè)計(jì)方案

由于要求達(dá)到基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的模擬信號波形發(fā)生，而要由基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832來完成此項(xiàng)任務(wù)，由基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的基準(zhǔn)電路來實(shí)現(xiàn)輸出波形的幅度可調(diào)，通過基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的電位器來調(diào)節(jié)波形的變化。經(jīng)過基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的信號為電流形式，因此需要加電流/電壓轉(zhuǎn)換電路來改變輸出信號的形式。基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器采用AT89C51單片機(jī)和DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的電路來產(chǎn)生波形，由于本文設(shè)計(jì)的基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器是軟件濾波，所以不會有寄生的高次諧波分量，生成的波形比較純凈。軟件濾波的特點(diǎn)是價(jià)格低、性能高，在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少。 基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器所研究的就是用AT89C51單片機(jī)將某種波形所對應(yīng)的數(shù)字量進(jìn)行輸出，再通過基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換輸出一組連續(xù)變化的5V的電壓脈沖值，同時(shí)再通過基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的LCD1602液晶顯示部分顯示其頻率值和波形名稱。在設(shè)計(jì)基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器時(shí)采取分塊來做，分為D/A轉(zhuǎn)換，AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)，鍵盤控制和液晶顯示4個(gè)主要模塊，最后通過聯(lián)調(diào)仿真，做出基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的電路板成品，從而簡化人機(jī)交互的問題。

二、硬件電路的設(shè)計(jì)

基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)是把組成微型計(jì)算機(jī)的各種功能部件，是一種集成度高、性價(jià)比優(yōu)越、質(zhì)量小、體積小的微型計(jì)算機(jī)?；贏T89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片?；贏T89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的DAC0832與基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的AT89C51單片機(jī)完全兼容。基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器上使用的DAC0832芯片以其價(jià)格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在采用到基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器上。D/A轉(zhuǎn)換器（DAC0832芯片）由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。按鍵是由一組按壓式或觸摸式開關(guān)構(gòu)成的陣列，是一種常用的輸入設(shè)備。在接線時(shí)由于有四個(gè)引腳，連接時(shí)需要用萬用表進(jìn)行測量，然后接通兩個(gè)引腳，要進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算就必須先進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，也就必須確定按鍵輸入的數(shù)值是什么，這就需要對鍵盤進(jìn)行掃描，從而確定究竟是哪個(gè)鍵按下?；贏T89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的LCD1602顯示模塊的設(shè)計(jì)為通過液晶LCD1602顯示輸出的波形、頻率，LCD1602的八位數(shù)據(jù)端接單片機(jī)的P0口，其三個(gè)使能端RS、RW、E分別接AT89C51單片機(jī)的P1.0—P1.2。通過軟件控制液晶屏可以顯示波形的種類以及波形的頻率。

三、軟件設(shè)計(jì)與仿真

基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器編程采用C51語言編程，單片機(jī)C51語言是由C語言繼承轉(zhuǎn)換而來的。但是C51語言和C語言不同的是，C51語言運(yùn)行于單片機(jī)平臺，而C語言則運(yùn)行于普通的桌面平臺。C51語言具有C語言結(jié)構(gòu)清晰的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有匯編語言的硬件操作能力。C51語言是一種高級程序設(shè)計(jì)語言，它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此采用C51語言設(shè)計(jì)基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器編程程序時(shí)，首先要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法，這樣可使整個(gè)基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器程序結(jié)構(gòu)清晰，易于對基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的調(diào)試和維護(hù)。對于基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器是一個(gè)較大的程序，可將整個(gè)基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的程序按功能分成若干個(gè)模塊，基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的不同的模塊完成不同的功能。對于基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的不同的功能模塊，分別指定相應(yīng)的入口參數(shù)和出口參數(shù)，而經(jīng)常使用的一些程序最好編成函數(shù)，這樣既不會引起整個(gè)基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的程序管理的混亂，還可增強(qiáng)基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的程序可讀性、移植性。

四、結(jié)語

基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)AT89C51采用程序設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生三角波、正弦波、方波三種波形，再通過 基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來， 基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器能產(chǎn)生1Hz—1kHz的波形。通過 基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的鍵盤來控制三種波形的類型選擇、撥碼開關(guān)控制頻率的變化，并通過 基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器的液晶屏LCD1602顯示其各自的類型以及數(shù)值，基于AT89C51單片機(jī)信號發(fā)生器大致包括信號發(fā)生部分、數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分以及LCD1602液晶顯示部分三部分?；贏T89C51單片機(jī)信號發(fā)生器可以產(chǎn)生5HZ-50HZ的正弦波，100HZ-1000HZ的方波，25HZ-250HZ的三角波。

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