單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告---基于微處理器的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課題： 基于微處理器的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)目的是制作基于微處理器的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，將學(xué)過的微處理器硬件和軟件知識(shí)，以及電子線路知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，形成一個(gè)能實(shí)際運(yùn)行的電子作品。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求</b

2、></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)制作的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，應(yīng)輸出多種標(biāo)準(zhǔn)波形，如方波、鋸齒波、三角波和正弦波等，輸出信號(hào)的波形的頻率、幅度應(yīng)可調(diào)，用示波器觀察，波形應(yīng)光滑、周期應(yīng)與設(shè)計(jì)的頻率相一致。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)器件</b></p><p>　　本系統(tǒng)的微處理器芯片采用ATMEL公司的AT89C51芯片，芯片的引腳定義、

3、指令系統(tǒng)與MCS-51系列微處理器相似；放大器采用LM358，數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用DAC 0832。具體見圖：</p><p>　　基于微處理器的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　器件清單</b></p><p>　　DAC0832介紹：1.D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　圖1是集成D

4、/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832(及DAC0830和DAC0831)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖2是其引腳圖。其內(nèi)部包括一個(gè)8位輸入寄存器、一個(gè)8位DAC寄存器、一個(gè)8位D/A變換器和有關(guān)控制邏輯電路組成。其中的8位D/A變換器是R-2R T形電阻網(wǎng)絡(luò)式的。這種D/A變換器在改變基準(zhǔn)電壓VREF的極性后輸出極性也改變。所有輸入均與TTL電平兼容。</p><p>　　圖1和圖2中，D7-D0是數(shù)據(jù)量輸入腳,D7是最高位(MSB),

5、D0是最低位(LSB)。VREF是基準(zhǔn)電壓接線腳。VREF可為正(例+5伏)也可為負(fù)(例-5伏)。Vcc接供電電壓。Iout1和Iout2是電流輸出腳。LE1和LE2分別為兩個(gè)寄存器的鎖存端。當(dāng)LE1=1時(shí),8位DAC寄存數(shù)據(jù)輸入,當(dāng)LE2=0時(shí),數(shù)據(jù)鎖存。</p><p>　　當(dāng)ILE =1，CS= WR=0時(shí),LE1=1,8位輸入寄存器的數(shù)據(jù)輸入;當(dāng)ILE=0或CS和WR1之一為1(或兩者均為1)時(shí),LE1=

6、0,數(shù)據(jù)鎖存。</p><p>　　當(dāng)WR2=XFER=0時(shí),8位DAC寄存器數(shù)據(jù)輸入,當(dāng)WR2與XFEE中有一個(gè)或兩者均為1時(shí),LE2=0,數(shù)據(jù)鎖存。</p><p>　　8位D/A變換器不斷地進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換,其輸出一直對應(yīng)于8位D/A寄存器輸出的當(dāng)時(shí)值,當(dāng)8位DAC寄存器的輸出改變時(shí),8位D/A變換器的輸出也隨之改變。因此,為了保證8位D/A變換器的輸出對應(yīng)于某一定時(shí)刻的D7-D0。在

7、8位D/A變換器之前必須有寄存器,這就是圖中的8位DAC寄存器。在這里,寄存器起了零階保持器的作用。另外,寄存器也起了緩沖作用。</p><p>　　在使用時(shí),可以采用雙緩沖方式(利用兩個(gè)寄存器),也可以采用單緩沖方式(只用一級鎖存,另一級直通)，還可以采用直通方式。DAC0832只需一組供電電源,其值可在+5V-+15V范圍內(nèi)。</p><p>　　DAC0832的基準(zhǔn)電壓VREF =-

8、10V~+10V,因而可以通過改變VREF的符號(hào)來改變輸出極性。</p><p>　　DAC0832的單極性輸出</p><p>　　圖3是DAC0832在單片機(jī)8031(或8098)的控制下實(shí)現(xiàn)模擬量單極性輸出的電路。圖中括弧內(nèi)對應(yīng)于8098單片機(jī)。</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　圖3中

9、,由地址鎖存器74LS373把低8位地址從地址/數(shù)據(jù)總線P0口(對8031單片機(jī))分離出來并鎖存。由地址譯碼器對地址譯碼,產(chǎn)生片選信號(hào)送到DAC0832的CS端和XFER。在單片機(jī)執(zhí)行一條輸出指令時(shí),立即在XFER,CS出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖并把8位數(shù)據(jù)從P0口輸出。脈沖為低電平期間,把8位數(shù)據(jù)送到DAC0832的"8位輸入寄存器"和"8位DAC寄存器",并到達(dá)"8位D/A變換器"開始

10、D/A變換。當(dāng)脈沖上升沿之后,數(shù)據(jù)被鎖存在"8位輸入寄存器"和"8位DAC寄存器"。因而輸出指令執(zhí)行完之后,P0口或P3口上數(shù)據(jù)的變化不會(huì)改變D/A變換結(jié)果。設(shè)要把其值為DATA的數(shù)字量經(jīng)過圖3中的DAC0832變?yōu)閱螛O性模擬量輸出,DAC0832的地址為ADRESS,則啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換程序如下:'</p><p>　　8031程序

11、 8098程序</p><p>　　MOV DPTR,#ADRESS AD AX,#ADRESS E</p><p>　　MOV A,#DATA LDB BH,#DATA E</p><p>　　MOVX @DPTR,A STB BH,〔AX〕E</

12、p><p>　　一般,在此電路正式使用以前,先要進(jìn)行調(diào)整,包括調(diào)整零點(diǎn)和增益。先調(diào)零點(diǎn),后調(diào)增益,步驟如下：</p><p>　　1)調(diào)整零點(diǎn):給DAC0832送一個(gè)很小的數(shù)字量,例如D=01H。置Rn=0,調(diào)電位器W使Vout與理論值(與01H對應(yīng))相差不大于土LSB/10。這里1LSB=VEFF/256,設(shè)VREF=5V,則lLSB=5V/256=19.53mV。D=O1H對應(yīng)的輸出為19

13、.53mV。因此應(yīng)把Vout調(diào)整在19.53mV士19.53mV范圍內(nèi)。-</p><p>　　2)調(diào)整增益,把較大的數(shù)字量送到DAC0832,例如D=FFH,調(diào)整與Rfb并聯(lián)和串聯(lián)的可變電阻Rm和Rn,使Vout與理論值之差小于LSB/10。設(shè)VREF=5V,則與FEH</p><p>　　對應(yīng)的理論值為-FFH VRF/256=-255×5/256=-4980.47mV,那么

14、應(yīng)調(diào)整到Vout為-4980.47mV士1.95mV。.</p><p>　　與Rfb串聯(lián)和并聯(lián)的可調(diào)電阻越大,增益越大。一般情況下不需調(diào)增益,此時(shí)可去掉Rm,令Rn為零。</p><p>　　在圖3中,因?yàn)橐_VREF接+5V,所以輸出Vout<0。如果把引腳VREF接負(fù)電源,則Vout便為正。</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)流程圖</

15、b></p><p><b>　　主程序流程圖:</b></p><p>　　幅值頻率設(shè)定子程序流程圖：</p><p><b>　　顯示子程序流程圖:</b></p><p><b>　　中斷子程序流程圖:</b></p><p><b&g

16、t;　　原理圖</b></p><p><b>　　程序</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0050H</b></p

17、><p>　　MAIN: MOV A,P1</p><p>　　CJNE A,#00H,LOOP</p><p>　　AJMP JUCHI</p><p>　　LOOP:CJNE A,#01H,LOOP1</p><p>　　AJMP SANJIAO</p><p>　　LOOP1:CJNE A,#

18、02H,LOOP2</p><p>　　AJMP JUXING</p><p>　　LOOP2:AJMP SIN</p><p>　　JUCHI:INC P0</p><p>　　ACALLDELAY</p><p><b>　　MOV A,P0</b></p><p>

19、　　CJNE A,#0FFH,JUCHI</p><p>　　MOV P0,#00H</p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p>　　SANJIAO:INC P0</p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　MOV A,P0<

20、/b></p><p>　　CJNE A,#0FFH,SANJIAO</p><p>　　SAN:DEC P0</p><p><b>　　MOV A,P0</b></p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　CJNE A,#00H,SAN</p><

21、;p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p>　　JUXING: MOV P0,#0FFH</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV P0,#00H</p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　AJMP M

22、AIN</b></p><p>　　SIN: MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOV A,#00H</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p><b>　　INC DPTR<

23、/b></p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　CJNE R1,#01AH,SIN</p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p>　　TAB: DB 80H,83H,8

24、6H,89H,8dH,90H,93H,96H,99H,9cH,9fH,0a2H</p><p>　　DB 0a5H,0a8H,0abH,0aeH,0b1H,0b4H,0b7H,0baH,0bcH,0bfH,0c2H,0c5H</p><p>　　DELAY:MOV R6,#00H</p><p>　　//DELAY1:MOV R7,#00H</p>&

25、lt;p>　　DELAY2:MOV R5,#0FH</p><p><b>　　DJNZ R5,$</b></p><p>　　// DJNZ R7,DELAY2</p><p>　　DJNZ R6,DELAY2</p><p><b>　　RET</b></p><p

26、>　　//LOOP3: MOV 69,#00H</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過近這個(gè)月的鍛煉和學(xué)習(xí)我們學(xué)到了許多書本上沒有的知識(shí)，從方案的論證、課題的選擇、電路原理，到程序的編寫，一步步，我們收獲很大。在設(shè)計(jì)中，我們力求硬件電路簡

27、單，充分發(fā)揮軟件靈活方面的特點(diǎn)，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。這中間，我們也遇到了許多困難，在老師的幫助下，一個(gè)個(gè)也都戰(zhàn)勝了。由于我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)接觸單片機(jī)時(shí)間還不長，有很多東西我們還沒有學(xué)好，學(xué)'精，所以，設(shè)計(jì)的方案可能不是最好的，但我們已經(jīng)盡到我們最大努力來完成此次作品，希望取得好的結(jié)果，能學(xué)到更加多得知識(shí)。所以，在以后的學(xué)習(xí)中，我們要更加努力，才能處于不敗之地。在此，要感謝我們的指導(dǎo)老師，給我們進(jìn)行了很多的輔導(dǎo)，不僅在技術(shù)上給了我很大幫助