1樓：匿名使用者
波形發生器是一種常用的訊號源，廣泛地應用於電子電路、自動控制系統和教學實驗等領域。本次課程設計使用的at89s51 微控制器構成的發生器可產生鋸齒波、三角波、正弦波等多種波形，波形的週期可以用程式改變，並可根據需要選擇單極性輸出或雙極性輸出，具有線路簡單、結構緊湊等優點。在本設計的基礎上，加上按鈕控制和led顯示器，則可通過按鈕設定所需要的波形頻率，並在led上顯示頻率、幅值電壓，波形可用示波器顯示。
二、系統設計
波形發生器原理方框圖如下所示。波形的產生是通過at89s51 執行某一波形發生程式，向d/a轉換器的輸入端按一定的規律發生資料，從而在d/a轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形。在at89s51的p2口接5個按扭,通過軟體程式設計來選擇各種波形、幅值電壓和頻率，另有3個p2口管腳接tec6122晶片，以驅動數碼管顯示電壓幅值和頻率，每種波形對應一個按鈕。
此方案的有點是電路原理比較簡單，實現起來比較容易。缺點是，取樣頻率由微控制器內部產生故使整個系統的頻率降低。
1、波形發生器技術指標
1）波形：方波、正弦波、鋸齒波；
2）幅值電壓：1v、2v、3v、4v、5v；
3）頻率：10hz、20hz、50hz、100hz、200hz、500hz、1khz；
2、操作設計
1）上電後，系統初始化，數碼顯示6個『－』，等待輸入設定命令。
2）按鈕分別控制「幅值」、「頻率」、「方波」、「正弦波」、「鋸齒波」。
3）「幅值「鍵初始值是1v，隨後再次按下依次增長1v，到達5v後在按就回到1v。
4）「頻率「鍵初始值是10hz，隨後在按下依次為20hz、50hz、100hz、200hz、500hz、1000hz迴圈。
三、硬體設計
本系統由微控制器、顯示介面電路，波形轉換（d/a）電路和電源等四部分構成。電路圖2附在後
1、微控制器電路
功能：形成掃描碼，鍵值識別、鍵處理、引數設定；形成顯示段碼；產生定時中斷；形成波形的數字編碼，並輸出到d/a介面電路和顯示驅動電路。
at89s51外接12m晶振作為時脈頻率。並採用電源復位設計。復位電路採用上電覆位，它的工作原理是，通電時，電容兩端相當於短路，於是rst引腳上為高電平，然後電源通過對電容充電。
rst端電壓慢慢下降，降到一定程式，即為低電平，微控制器開始工作。
at89s51的p2口作為功能按鈕和tec6122的介面。p1口做為d/a轉換晶片0832的介面。用定時/計數器作為中斷源。
不同的頻率值對應不同的定時初值，允許定時器溢位中斷。定時器中斷的特殊功能暫存器設定如下：
定時控制暫存器tcon＝20h；
工作方式選擇暫存器tmod=01h；
中斷允許控制暫存器ie=82h。
2、顯示電路
功能：驅動6位數碼管顯示，掃描按鈕。
由整合驅動晶片tec6122、6位共陰極數碼管和5個按鈕組成。當某一按鈕按下時，掃描程式掃描到之後，通過p2口將數字訊號傳送到 tec6122晶片。tec6122是一款數字整合晶片。
它的外接電壓也是+5v，並且由於數碼管的載壓較小，為了保護數碼管，必須在兩者間接電阻，大約是560歐。
掃描利用軟體程式實現，當某一按鍵按下時，掃描程式立即檢測到，隨後呼叫子程式，執行相應的功能。
3、d/a電路
功能：將波形樣值的編碼轉換成模擬值，完成雙極性的波形輸出。
由一片0832和兩塊lm358運放組成。dac0832是一個具有兩個輸入資料暫存器的8位dac。目前生產的dac晶片分為兩類，一類晶片內部設定有資料暫存器，不需要外加電路就可以直接與微型計算機介面。
另一類晶片內部沒有資料暫存器，輸出訊號隨資料輸入線的狀態變化而變化，因此不能直接與微型計算機介面，必須通過並行介面與微型計算機介面。dac0832是具有20條引線的雙列直插式cmos器件，它內部具有兩級資料暫存器，完成8位電流d/a轉換，故不需要外加電路。0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓訊號，電流訊號到電壓訊號的轉換可以由運算放大器lm358實現，用兩片lm358可以實現雙極性輸出。
微控制器向0832傳送數字編碼，產生不同的輸出。先利用取樣定理對各波形進行抽樣，然後把各取樣值進行編碼，的到的數字量存入各個波形表，執行程式時通過查表方法依次取出，經過d/a轉換後輸出就可以得到波形。假如n個點構成波形的一個週期，則0832輸出n個樣值點後，樣值點形成運動軌跡，即一個週期。
重複輸出n個點，成為第二個週期。利用微控制器的晶振控制輸出週期的速度，也就是控制了輸出的波形的頻率。這樣就控制了輸出的波形及其幅值和頻率。
四、 軟體設計
主程式和子程式都存放在at89s51微控制器中。
主程式的功能是：開機以後負責查鍵，即做鍵盤掃描及顯示工作，然後根據使用者所按的鍵轉到相應的子程式進行處理，主程式框圖如圖1所示。
子程式的功能有：幅值輸入處理、頻率輸入處理、正弦波輸出、鋸齒波輸出、方波輸出、顯示等。
下面是程式
include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit lcp=p2^2;
sbit scp=p2^1;
sbit si=p2^0;
sbit s1=p2^3;
sbit s2=p2^4;
sbit s3=p2^5;
sbit s4=p2^6;
sbit s5=p2^7;
sbit da0832=p3^3;
sbit da0832_on=p3^2;
uchar fun=0,b=0,c=0,d=0,tl,th;
uchar code tab[10]=;
uchar code tosin[256]=;
void display(unsigned char command)
else
command<<=1;
scp=1;
} lcp=1;
} void key1(void)
void key2(void)
void key3(void)
void key4(void)
void key5(void)
void judge(void)
p1=0x0f;
keym=p1;
if(keym==0x0f)return;
p1=0x0f;
line=p1;
p1=0xf0;
row=p1;
line=line+row; /*存放特徵鍵值*/
if(line==0xde)key1();
if(line==0x7e)key2();
if(line==0xbd)key3();
if(line==0x7d)key4();
} void time0_int(void) interrupt 1 //中斷服務程式
else if(fun==2) //鋸齒波
else if(fun==3) // 方波
th0=th;
tl0=tl;
tr0=1;
} void main(void) }
五、心得體會
開始的時候由於沒有經驗，不知如何下手，所以就去圖書管找了一些書看，儘管有許多的設計方案，可是總感覺自己還是有許多的東西弄不太清楚，於是就請教同學。他常做一些設計，有一些經驗。經過他的解釋分析各方案之後，決定用查表的方法來做。
這樣可以降低一些硬體設計的難度，初次設計應切合自己的水平。用8031需要擴充套件rom，這樣還要進行儲存器擴充套件。而且現在8031實際中已經基本上不再使用，實際用的at89s51晶片有rom，這樣把經過取樣得到的數值製成表，利用查表來做就簡單了。
我認為程式應該不大，片內rom應該夠用的。用led顯示頻率和幅值，現有整合的介面驅動晶片，波形可通過示波器進行顯示，微控制器接上d/a轉換晶片即可，這樣硬體很快就搭好了。
我以為這些做好了，構思也有了，寫程式應該是相對容易的。誰知道，寫起程式來，才想到功能鍵要有掃描程式才行呀，我真的感到很難。那時真的有點想放棄？
於是就去請教了老師，老師幫忙分析了一下，自己又查閱了一些資料，終於明白了掃描程式怎麼寫。
於是在自己的努力下，程式很快就寫好了。這次是我的第一個設計器件，儘管經歷了不少的艱辛，但給我積累了一點設計的經驗，最後也有點小小的成就感。後面的路還很長，我還的努力！
參考文獻
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[3] 張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.mcs-51微控制器應用設計[m].哈爾濱：哈
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