基于单片机的低频信号发生器的设计(编辑修改稿)

基于单片机的低频信号发生器的设计(编辑修改稿)内容摘要：

方 波时显示： Square Wave； 输出锯齿波时显示： Sawtooth Wave； 输出梯形波时显示： Trapezoidal Wave； 第二行显示内容为： Frequency: *** Hz。 本次课题的制作由软件设计和硬件设计两部分组成。 （ 1） 系统的硬件设计：硬件电路的组成主要包括单片机控制电路，数模转换电路，独立按键控制电路，显示电路以及稳压电源电路。 （ 2） 系统的软件设计：软件电路重要是通过软件的编程来控制硬件电路实现功能。 通过 DXP软件生成原理图和 PCB 图，通过 keil 软件进行程序的编 写，同时通过 protues 软件进行仿真。 3 第二章 硬件电路的设计 信号发生器的设计 信号发生器电路的控制核心和数据的处理主要依靠单片机来实现，要完成信号发生器的制作主要利用按键输入控制，显示器电路输出显示。 ，通过 DAC0832 利用 D/A 转换来实现数字转换成模拟信号，接着滤波放大，最后通过 LCD1602 显示器显示。 单片机 AT89C51利用程序来产生正弦、三角和方波等波形，同时按键可以控制波形的类型、和控制频率。 根据任务要求以及一些资料参考，对系统进行总 体框架图 【 1】。 硬件主要由 AT89C51 单片机、 LM324 放大电路、 DAC0832 数模、 LM324 放大电路、按键电路、电源电路组成。 总体图如图 所示 图 信号发生器框图 元件的介绍 单片机的介绍 单片机 AT89C51 的原理及功能 单片机的内部总线上有许多的功能部件，这些功能部件可以通过内部的总线来进行数据的传送以及信息的控制 【 2】 ，并且他们会分工来使用这些总线，不会产生混乱的情况，这就是内部单总线的结构形成，图 为单片机内部结构框图 图 单片机内部结构框图 振荡器和时序OSC 程序存储器4KB ROM 数据存储器256B RAM/SFR 振荡器和时序OSC 8051 CPU 64KB 总线 输出口 全双工串行口 外中断 内中断 控制 并行口 串行通信 外时钟源 外部事件计数 4 VCC：电源 GND：接地线 XTAL1：片内振荡电路的输入端 XTAL2：片内振荡电路的输出端 RST/VPP(Pin9)：复位引脚 ALE/PROG：地址锁存允许信号 PSEN：外部存储器读选通信号 EA/VPP：程序存储器的内外部选通 AT89S51 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O 口，分别位 P0、 P P P3 口， PO 口： 8 位双向 I/O 口 线，名称为 ～ P1 口： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ P2 口： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ P3 口： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ 单片机的基本功能是控制电路和做好最小系统的工作 【 3】。 最小系统包括复位电路、晶振电路、使能电路。 其连接方法如图 所示。 C32 0 pC42 2 0 n R21 0 kX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U2A T 8 9 S 5 1X1C52 0 pC64 u 7D11 N41 4 8R11 0 kD2 图 单片机最小系统电路图 芯片 DAC0832 的原理及功能 DAC0832 是 8 分辨率的数模转换的芯片 【 4】 ，又称 8 路模拟开关他是由地址锁存与译 码器、 8 位逐次逼近型 ADC 和三态输出锁存缓冲器三大部分组成。 DAC0832 的输出形式是通过电流的激活来完成，也可以通过接入外接运算放大器来形成电压。 其结构图如图 所示： 5 图 DAC0832 内部框图 ： 一个寄存器工作于直通状态，另一个工作于受控锁存器状态 【 5】。 在不要求多相 D/A 同时输出时，可以采用单缓冲方式，此时只需一次写操作，就开始转换 [，可以提高 D/A 的数据吞吐 量。 单缓冲工作方式：输入寄存器工作于受控状态 DAC 寄存器工作于直通状态 图 单缓冲 工作方式 单缓冲工作方式：输入寄存器工作于直通状态 DAC 寄存器工作于受控状态 图 单缓冲工作方式 ：两个寄存器均工作于受控锁存器状态。 6 图 双缓冲工作方式 2121FBo REFnFBo REFnV VNRRNVV    （ N 为输入的数字量） 例如：当 n=8 时，代入上式得： 255o REFNVV （ N 为输入的数字量） 1602 显示屏的原理及功能 1602 显示屏实 物图如图 所示： 图 1602 显示屏 7 表 1602 显示屏引脚的介绍 LCD1602 作为一个显示器，在编写相对应的程序时需要定义它的地址位 [6]， 所以编写程序的地址如下表所示： 表 LCD1602 地址表 LM324 芯片的介绍 LM324 内部是由 4 个运算放大器合成 [7]，既可接一个独立的电源使用 (3～ 30 V)，也可接两个电源使用 (177。 ～ 177。 15 V)，可与 TTL 逻辑电路相容。 因为驱动功耗低 [8]， 图 LM324 芯片 8 11122100ifiOfoIIIUUUUIIRRRUUR   则 可 得因 为 ， 所 以最 后 可 得 图 反相放大器电路图 i1213343 4 1 224I0// //oioiUURRUURRUURRR R R RRUUR因 且取。 图 同相比例放大电路图 稳压芯片的介绍 稳压电路的形成是要通过稳压芯片通过将 220v 的电压经过整流来生成你所需要的电压，那么整流电路 的核心组成是通过 7809,7809, [9]。 78**系列的是输出正电压的芯片， 79**是输出负电压的芯片。 通过要判断芯片所代表输出的电压可以通过他的后面两个数字来实现，本次需要的电压是需要 +9V、 +5V、 5V。 如图 所示分别为稳压芯片 7809,7805,7909 稳压芯片的管脚排布 : 图 稳压芯片 ⑵ 7805,7809,7909 特点 : 1)7805,7909 最大输出电流为 ,7909 最大输出电流为 1A。 9 2)输出电压分别为 +5V,+9V,9V； 3)热过载保护； 4)短路保护；。