課程設(shè)計(jì)--波形發(fā)生器設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　2011年 4月 6日</p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　　課程 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) </p><p&

2、gt;　　題目 波形發(fā)生器設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 姓名 學(xué)號(hào) </p><p><b>　　一、任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)制作一個(gè)波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦

3、波、方波、三角波和鋸齒波信號(hào)可以在以上基礎(chǔ)上任意發(fā)揮。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　[1] 設(shè)計(jì)制作一個(gè)波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等。</p><p>　　[2] 通過對(duì)AT89S51單片機(jī)的編程，了解不同波形的產(chǎn)生原理和設(shè)計(jì)方案，畫出硬件電路圖，編程完成軟件部分，最后調(diào)試觀察產(chǎn)

4、生不同類型的波形信號(hào)。</p><p>　　[3] 寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　[4] 附有電路原理圖及程序流程圖，以及程序清單。</p><p><b>　　三、參考資料</b></p><p>　　[1] 杜華.任意波形發(fā)生器及應(yīng)用[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2005.1：38～40.</p>

5、<p>　　[2] 程全.基于AT89C52實(shí)現(xiàn)的多種波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)[J].2005.22(5)：57～58.</p><p>　　[3] 胡鴻豪,李世紅.基于單片機(jī)和DDS的信號(hào)發(fā)生器設(shè)[J].設(shè)計(jì)參考,2006 (12)</p><p>　　[4] 徐建軍.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用及接口技術(shù)[M ].人民郵電出版社, 2003.</p><p>

6、;　　[5] 高峰.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)用設(shè)計(jì)[J].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004年：96-100</p><p>　　完成期限 2011.3.28至2011.4.8 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p>

7、<p>　　2011年 3月 28 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　1.1 波形發(fā)生器的概述3</p><p>　　1.2 本設(shè)計(jì)任務(wù)3</p><p>　　第2章 總

8、體方案論證與設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 總體方案選擇與論證4</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原理圖與分析5</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　3.2資源分配6</b>&

9、lt;/p><p>　　3.3各模塊電路的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.4按鍵和波形指示燈電路8</p><p>　　3.5電流電壓轉(zhuǎn)換電路9</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1主程序模塊10</p><p>　　4.2鋸齒波程序模塊11<

10、/p><p>　　4.3三角波程序模塊11</p><p>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析13</p><p>　　5.1軟件仿真13</p><p>　　5.2仿真結(jié)論分析14</p><p>　　5.3硬件測(cè)試結(jié)果分析14</p><p><b>　　結(jié) 論15<

11、;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　附錄1 程序17</b></p><p>　　附錄2 整體電路原理圖24</p><p>　　附錄3 仿真效果圖25</p><p><b>　　第1章 緒論&l

12、t;/b></p><p>　　波形發(fā)生器也稱函數(shù)發(fā)生器，作為實(shí)驗(yàn)信號(hào)源，是現(xiàn)今各種電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。目前，市場(chǎng)上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒波，正弦波，方波，三角波等波形。作為一種常用的信號(hào)源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動(dòng)控制系統(tǒng)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路。通過對(duì)函數(shù)波

13、形發(fā)生器的原理以及構(gòu)成分析，可設(shè)計(jì)一個(gè)能變換出三角波、正弦波、方波的函數(shù)波形發(fā)生器。</p><p>　　1.1 波形發(fā)生器的概述</p><p>　　波形發(fā)生器作為一種常用的信號(hào)源,是現(xiàn)代測(cè)試領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的通用儀器之一。在研制、生產(chǎn)、測(cè)試和維修各種電子元件、部件以及整機(jī)設(shè)備時(shí)，都學(xué)要有信號(hào)源，由它產(chǎn)生不同頻率不同波形的電壓、電流信號(hào)并加到被測(cè)器件或設(shè)備上，用其他儀器觀察、測(cè)量被測(cè)

14、儀器的輸出響應(yīng)，以分析確定它們的性能參數(shù)。信號(hào)發(fā)生器是電子測(cè)量領(lǐng)域中最基本、應(yīng)用最廣泛的一類電子儀器。它可以產(chǎn)生多種波形信號(hào),如正弦波,三角波,方波等,因而廣泛用于通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、宇航等領(lǐng)域。隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很方便地構(gòu)成各種信號(hào)波形發(fā)生器。用集成電路實(shí)現(xiàn)的信號(hào)波形發(fā)生器與其它信號(hào)波形發(fā)生器相比，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，都有了很大的提高。</p><p>　　1.2 本設(shè)計(jì)任

15、務(wù)</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過分析比較后采用傳統(tǒng)的方法來實(shí)現(xiàn)多功能波形發(fā)生器。借助高性能單片機(jī)運(yùn)算速度高,系統(tǒng)集成度強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)的這種信號(hào)發(fā)生器,比以前的數(shù)字式信號(hào)發(fā)生器具有硬件簡(jiǎn)單,理解及實(shí)現(xiàn)起來較容易,該方案的設(shè)計(jì)思路較為清晰,且容易對(duì)頻率和幅值進(jìn)行控制等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　第2 章 總體方案論證與設(shè)計(jì)</p><p>　　依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合．需要實(shí)現(xiàn)

16、的波形種類，波形發(fā)生器的具體指標(biāo)要求會(huì)有所不同。依據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求選取不同的設(shè)計(jì)方案。通常，波形發(fā)生器需要實(shí)現(xiàn)的波形有正弦波、方波、三角波和鋸齒波。有些場(chǎng)合可能還需要任意波形的產(chǎn)生。各種波形共有的指標(biāo)有：波形的頻率、幅度要求，頻率穩(wěn)定度，準(zhǔn)確度等。</p><p>　　2.1 總體方案選擇與論證</p><p>　　對(duì)于不同波形，具體的指標(biāo)要求也會(huì)有所差異，例如，占空比是脈沖波形特有的指

17、標(biāo)。波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案多種多樣，大致可以分為幾大類：純硬件設(shè)計(jì)法、純軟件設(shè)計(jì)法和軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)法。</p><p><b>　　2.1.1方案一：</b></p><p>　　波形發(fā)生器設(shè)計(jì)的純硬件法早期，波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)主要是采用運(yùn)算放大器加分立元件來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的波形比較單一，主要為正弦波、方波和三角波。工作原理也相對(duì)簡(jiǎn)單：首先是產(chǎn)生正弦波，然后通過波形變換(正弦

18、波通過比較器產(chǎn)生方波，方波經(jīng)過積分器變?yōu)槿遣?實(shí)現(xiàn)方波和三角波。在各種波形后加上一級(jí)放大電路，可以使輸出波形的幅度達(dá)到要求，通過開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)不同輸出波形的切換，改變電路的具體參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)頻率、幅度和占空比的改變。通過對(duì)電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及所用元器件的嚴(yán)格選取可以提高電路的頻率穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。通過調(diào)整外部元件的參數(shù)實(shí)現(xiàn)頻率，幅值，占空比的調(diào)整，但是由于元件太過分散，即使使用單片壓控函數(shù)發(fā)生器，參數(shù)與外部條件有關(guān)。因而產(chǎn)生的波形穩(wěn)定性差，精度

19、低，抗干擾能力差，價(jià)格高，且靈活性差。</p><p>　　2.1.2 方案二：</p><p>　　軟硬件結(jié)合法軟硬件結(jié)合的波形發(fā)生器設(shè)計(jì)方法同時(shí)兼具軟硬件設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)：既具有純硬件設(shè)計(jì)的快速、高性能，同時(shí)又具有軟件控制的靈活性、智能性。如以單片機(jī)和單片集成函數(shù)發(fā)生器為核心。輔以鍵盤控制、液晶顯示等電路，設(shè)計(jì)出智能型函數(shù)波形發(fā)生器，采用軟硬件結(jié)合的方法可以實(shí)現(xiàn)功能較全、性能更優(yōu)的波形發(fā)生器

20、，同時(shí)還可以擴(kuò)展波形發(fā)生器的功能，采用單片機(jī)（AT89S51）和數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（DAC0832）實(shí)現(xiàn)波形的產(chǎn)生，波形的產(chǎn)生由程序控制，向D/A的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過D/A和MC1458產(chǎn)生100Hz頻率波形，通過查詢鍵盤或中斷控制不同波形的產(chǎn)生。此方案通過編程簡(jiǎn)化了外部電路，原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　方案選擇：經(jīng)比較，方案二明顯更適合實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)題目的要求。通過編程實(shí)現(xiàn)不同波型的產(chǎn)生，并

21、且可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)波形的切換。該方案線路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)穩(wěn)定，易控制，容易調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，綜上分析，選擇方案二實(shí)現(xiàn)課題要求。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原理圖與分析</p><p>　　2.2.1系統(tǒng)原理框圖如圖2-1</p><p>　　圖2-1波形發(fā)生器系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.2.2原理框圖分析：</p&g

22、t;<p>　　該波形發(fā)生器主要由單片機(jī)（AT89S51），數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（DAC0832）,電流/電壓轉(zhuǎn)換電路（MC1458），按鍵和波形指示燈電路，ISP接口等組成。其工作原理為當(dāng)按下四個(gè)按鍵當(dāng)中的任何一個(gè)按鍵，就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的波形，并且四個(gè)LED燈作為不同波形的指示。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)&l

23、t;/p><p>　　AT89S51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單﹑可靠。用AT89S51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖3-1 AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)：有可供用戶使用的大量I/O口線；內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限；應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。</p><p

24、>　　圖3-1 AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　3.2資源分配</b></p><p>　　軟硬件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中為了滿足功能和指標(biāo)要求，現(xiàn)分配資源如下：</p><p>　　晶振采用12MHz，內(nèi)存分配：P0口與DAC0832的DI0-DI7數(shù)據(jù)輸入；P1口的P1.0~P1.3分別與四個(gè)按鍵相連，分別控制相應(yīng)波形的

25、輸出，每輸出一個(gè)波形，點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的LED燈端相連；P2口與DAC0832的輸入寄存器選擇信號(hào)CS,輸入寄存器寫選通信號(hào)WR1及DAC寄存器寫選通WR2和數(shù)據(jù)傳送信號(hào)XFER</p><p>　　使CPU開始工作的方法就是給CPU一個(gè)復(fù)位信號(hào)，復(fù)位信號(hào)結(jié)束后，CPU從程序存儲(chǔ)器“0000H”開始執(zhí)行程序。AT89S51高電平復(fù)位，采取手動(dòng)復(fù)位。設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。</p>

26、<p>　　3.3各模塊電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 D/A轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　DAC0832是雙列直插式8位D/A轉(zhuǎn)換器。能完成數(shù)字量輸入到模擬量(電流)輸出的轉(zhuǎn)換。其主要參數(shù)如下：分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1μs，滿量程誤差為±1LSB，參考電壓為(+10～-10)V，供電電源為(+5～+15)V，邏輯電平輸入與TTL兼容。</p&g

27、t;<p>　　圖3-2 DAC0832引腳圖</p><p>　　3.3.2 DAC0832工作原理</p><p>　　DAC0832主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8 位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與

28、數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。</p><p>　　DAC0832與反相比例放大器相連，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號(hào)的極性與參考電壓的極性相反。</p><p>　　圖3-3 D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路</p><p>　　圖3-3中，運(yùn)算放大器U3B的作用是把運(yùn)算放大器U3A的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成

29、雙向輸出電壓。DAC0832主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本題目電路中的主要芯片。</p><p>　　3.4按鍵和波形指示燈電路</p><p><b>　　原理圖如下</b></p><p>　　圖3-4 采用中斷的方式對(duì)波形的切換</p><p>　　對(duì)于查詢方式對(duì)波形的切換，當(dāng)按鍵按下時(shí)，輸出相應(yīng)波形，并點(diǎn)亮相應(yīng)

30、的LED燈，對(duì)于中斷方式，利用兩個(gè)外部中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的切換。中斷與查詢相結(jié)合的方式可以進(jìn)行擴(kuò)展，查詢方式不是實(shí)時(shí)的，而中斷時(shí)實(shí)時(shí)的。</p><p>　　3.5電流電壓轉(zhuǎn)換電路</p><p><b>　　原理圖如下：</b></p><p>　　圖3-5 I/V轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換最簡(jiǎn)單的方法就

31、是直接在1out1和Iout2之間跨界一電阻，這樣就很容易的實(shí)現(xiàn)了I/V轉(zhuǎn)換，但是這種方法忽略了一個(gè)阻抗問題。對(duì)于DAC0832來說，R的取值應(yīng)盡可能大，能夠保證獲得更多的電壓，對(duì)于與輸出電壓相連的后續(xù)電路來說，R的取值應(yīng)盡可能的小，以降低輸出阻抗，這兩方面是矛盾的，所以這種方式欠合理。而合理的方式是應(yīng)用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換，也解決了阻抗的問題。</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p>

32、;<p>　　根據(jù)功能，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分成幾個(gè)模塊編程：主程序模塊，鋸齒波程序模塊，三角波程序模塊，正弦波程序模塊，方波程序模塊，延時(shí)程序模塊。</p><p><b>　　4.1主程序模塊</b></p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　圖4-1主程序流程圖</p>

33、<p>　　主程序中主要實(shí)現(xiàn)利用按鍵來控制不同波形的輸出，當(dāng)按鍵KEY1（P1.0）按下時(shí)波形發(fā)生器就輸出鋸齒波，對(duì)應(yīng)的LED（P1.4）點(diǎn)亮；當(dāng)按鍵KEY2（P1.1）按下時(shí)，波形發(fā)生器就輸出三角波，對(duì)應(yīng)的LED（P1.5）點(diǎn)亮；當(dāng)按鍵KEY3（P1.2）按下時(shí)，波形發(fā)生器就輸出正弦波，對(duì)應(yīng)的LED（P1.6）點(diǎn)亮；當(dāng)按鍵KEY4(P1.3)按下時(shí)，波形發(fā)生器就輸出方波，對(duì)應(yīng)的LED（P1.7）點(diǎn)亮。通過按鍵可以以任意循環(huán)

34、方式輸出不同波形。</p><p>　　4.2鋸齒波程序模塊</p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p>　　圖4-2鋸齒波程序流程圖</p><p>　　鋸齒波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為2FFFH，然后將00H送入寄存器A中，DAC0832輸出A中的內(nèi)容，當(dāng)A中的內(nèi)容等于FFH返回開始，當(dāng)A

35、中的內(nèi)容不為FFH時(shí)，A中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。</p><p>　　4.3三角波程序模塊</p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p>　　圖4-3 三角波程序流程圖</p><p>　　三角波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為2FFFH，通過A中數(shù)值的加一遞升，當(dāng)A中的內(nèi)容為0時(shí)，與0FFH相比

36、，相等時(shí)A中的內(nèi)容減一遞減，從而循環(huán)產(chǎn)生三角波。</p><p>　　4.4正弦波程序模塊和方波程序模塊</p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p>　　圖4-4正弦波程序流程圖 圖4-5方波程序流程圖</p><p>　　正弦

37、波波形通過查表指令得出。</p><p>　　方波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為2FFFH，當(dāng)A中的內(nèi)容為0時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)模擬量，然后延時(shí)，當(dāng)A中的內(nèi)容為0FFH時(shí)，同樣輸出對(duì)應(yīng)模擬量，再延時(shí)相同時(shí)間，從而得到方波。</p><p>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析</p><p><b>　　5.1軟件仿真</b></p>

38、<p>　　圖5-1鋸齒波仿真圖</p><p>　　圖5-2三角波仿真圖</p><p>　　圖5-3正弦波仿真圖</p><p><b>　　圖5-4方波仿真圖</b></p><p><b>　　5.2仿真結(jié)論分析</b></p><p>　　從軟件仿真的結(jié)

39、果上看，波形存在一定的的失真，這主要跟程序的設(shè)計(jì)有關(guān)，沒有做到那么精確，再者，我認(rèn)為仿真軟件本身也會(huì)給測(cè)試結(jié)果一定的誤差。</p><p>　　5.3硬件測(cè)試結(jié)果分析</p><p>　　硬件測(cè)試結(jié)果顯示，示波器顯示的波形比仿真軟件模擬甚至還標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì)按鍵的響應(yīng)比仿真響應(yīng)快。這在一定程度上，告訴我們，仿真軟件只是一個(gè)我們研究的工具，我們不能完全依賴于于仿真軟件。</p>&

40、lt;p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次的設(shè)計(jì)中利用AT89S51和DAC0832以及放大器完成電路的設(shè)計(jì)，用開關(guān)來控制各種波形的發(fā)生及轉(zhuǎn)換，用單片機(jī)輸出后，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器生成波形，最終可以通過示波器觀察。在這次的軟件設(shè)計(jì)中，程序設(shè)計(jì)采用的是匯編語言。匯編語言具有速度快，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作的優(yōu)點(diǎn)，它可以極好的發(fā)揮硬件的功能。</p><p

41、>　　通過這次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)課程所學(xué)理論知識(shí)的深化和提高。并且本次課程設(shè)計(jì)，使我了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，培養(yǎng)了我分析問題和解決問題的能力，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更難的應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過其他的課程設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我長(zhǎng)進(jìn)了很多。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單的，主要是解決程序設(shè)計(jì)的問題，而程序設(shè)計(jì)是一

42、個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說單片機(jī)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。</p><p>　　要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐心，要有堅(jiān)持的毅力。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過程中，花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)單元電路的

43、連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，如在多種方案的選擇中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因。這就要求我們對(duì)硬件系統(tǒng)中各組件部分有充分透徹的理解和研究，并能對(duì)之靈活應(yīng)用。完成這次設(shè)計(jì)后，我在書本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上又有了更深層次的理解。</p><p>　　同時(shí)在本次設(shè)計(jì)的過程中，我還學(xué)會(huì)了高效率的查閱資料、運(yùn)用工具書、利用網(wǎng)絡(luò)查找資料。我發(fā)現(xiàn)，在我們所使用的書籍上有一些知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)并不是十分理想，各種參數(shù)都需要自己去

44、調(diào)整。在實(shí)踐中應(yīng)用的深刻理解，通過把波形在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，知道和理解該理論在計(jì)算機(jī)中怎樣執(zhí)行的，對(duì)該理論在實(shí)踐中的應(yīng)用更深刻的理解，這次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步了解了波形發(fā)生器的原理，在實(shí)際動(dòng)手操作過程中，使我學(xué)得了許多知識(shí)，使我獲益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 朱定華，馬愛梅，林衛(wèi). 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 武漢：華中科

45、技大學(xué)出版社.1999：130-133.</p><p>　　[2] 顧德英，張健，馬淑華. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]. 北京：北京郵電大學(xué)出版社.2006：64-70.</p><p>　　[3] 夏揚(yáng). 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004：11-92</p><p>　　[4] 劉國(guó)鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄[M].北京：高等教育出版社.19

46、57.15-18.</p><p>　　[5] 劉潤(rùn)華,劉立山.模擬電子技術(shù)[J].山東:石油大學(xué)出版社.2003.</p><p>　　[6] 潘永雄，沙河，劉向陽.電子線路CAD實(shí)用教程[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2001.13-118. </p><p>　　[7] 朱定華，戴汝平等.單片微機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京交通大學(xué)出版社.清華大學(xué)出版社.&l

47、t;/p><p>　　[8] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[J].北京:高等教育出版社.1997.</p><p>　　[9]張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：</p><p>　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1997.53-61.</p><p>　　[10]（美）Richard Blum著,馬朝暉等譯.匯編語

48、言程序設(shè)計(jì)[M] 北京市：機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p>　　[11]杜華.任意波形發(fā)生器及應(yīng)用[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù).2005.1：38-40.</p><p>　　[12] 程全.基于AT89C52實(shí)現(xiàn)的多種波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)[J].2005.22(5)：57-58.</p><p>　　[13] 胡鴻豪,李世紅.基于單片機(jī)和DDS的信號(hào)發(fā)生器設(shè)[J].設(shè)計(jì)參

49、考.2006(12)</p><p>　　[14] 徐建軍.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用及接口技術(shù)[M].人民郵電出版社.2003.</p><p>　　[15] 高峰.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)用設(shè)計(jì)[J].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004年：96-100.</p><p>　　[16]江思敏，陳明. Protel電路設(shè)計(jì)教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社.</p&

50、gt;<p><b>　　附錄1 程序</b></p><p><b>　　源程序</b></p><p>　　;**********************************************************</p><p>　　;課程設(shè)計(jì)題目：波形發(fā)生器設(shè)計(jì)</p>&l

51、t;p>　　;實(shí) 現(xiàn) 功 能：能產(chǎn)生正弦波，三角波，鋸齒波，方波</p><p>　　; 可通過按鍵能對(duì)各波形的切換，頻率為：100HZ</p><p>　　;按鍵查詢方式</p><p>　　;**********************************************************</p>

52、;<p>　　;*******************************</p><p><b>　　;對(duì)按鍵進(jìn)行設(shè)定</b></p><p>　　;*******************************</p><p>　　KEY1EQUP1.0</p><p>　　KEY2EQUP

53、1.1</p><p>　　KEY3EQUP1.2</p><p>　　KEY4EQUP1.3</p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p><b>　　LJMPMAIN</b></p><p><b>　　ORG0030H&

54、lt;/b></p><p>　　MAIN:MOVSP,#60H;設(shè)置堆棧區(qū)</p><p>　　;******************************</p><p>　　;按下KEY1生成鋸齒波程序</p><p>　　;******************************</p><p>

55、;　　B1:MOVA,#00H</p><p>　　LP1:CLRP1.4</p><p><b>　　SETBP1.5</b></p><p>　　SETBP1.6</p><p><b>　　SETBP1.7</b></p><p>　　MOVDPTR,#

56、2FFFH;對(duì)</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　LCALLDELYB1</p><p>　　CJNEA,#0FFH,ADD1</p><p>　　JNBKEY2,B2</p><p>　　JNBKEY3,B3</p><p>　　JBKEY

57、4,D0</p><p>　　LJMPB4</p><p>　　D0:SJMPB1</p><p>　　ADD1:INCA;</p><p>　　SJMPLP1</p><p>　　;********************************</p><p

58、>　　;按下KEY2生成三角波程序</p><p>　　;********************************</p><p>　　B2:MOVA,#00H</p><p>　　UP1:CLRP1.5</p><p><b>　　SETBP1.4</b></p><p>

59、;<b>　　SETBP1.6</b></p><p><b>　　SETBP1.7</b></p><p>　　MOVDPTR,#2FFFH</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　LCALLDELYB2</p><p><b>

60、　　INCA</b></p><p><b>　　JNZUP1</b></p><p><b>　　DOWN1:</b></p><p><b>　　DECA</b></p><p>　　MOVX@DPTR, A</p><p&g

61、t;　　LCALLDELYB2</p><p>　　JNZDOWN1</p><p>　　JNBKEY1,B1</p><p>　　JNBKEY3,B3</p><p>　　JBKEY4,C0</p><p><b>　　LJMPB4</b></p>&l

62、t;p>　　C0:SJMPUP1</p><p>　　;******************************</p><p>　　;KEY3按下生成正弦波</p><p>　　;******************************</p><p>　　B3:MOVR1,#00H</p><

63、p><b>　　LOOP1:</b></p><p><b>　　CLRP1.6</b></p><p><b>　　SETBP1.5</b></p><p><b>　　SETBP1.4</b></p><p><b>　　SETB

64、P1.7</b></p><p><b>　　MOVA,R1</b></p><p>　　MOVDPTR,#SETTAB</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p>　　MOVDPTR,#2FFFH</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p

65、><p>　　LCALLDELYB3</p><p><b>　　INCR1</b></p><p>　　JNBKEY1,B1</p><p>　　JNBKEY2,B2</p><p>　　JBKEY4,E0</p><p><b>　　LJMPB4&

66、lt;/b></p><p>　　E0:AJMPLOOP1</p><p>　　SETTAB: ;正弦表格</p><p>　　DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H</p><p>　　DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH</p><p>

67、;　　DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H</p><p>　　DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H</p><p>　　DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9H</p><p>　　DB 0EAH,0ECH,0EEH,0E

68、FH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H</p><p>　　DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH</p><p>　　DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH</p><p>　　DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FD

69、H</p><p>　　DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H</p><p>　　DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH</p><p>　　DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH</p><p>

70、　　DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H</p><p>　　DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H</p><p>　　DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H</p><p>　　DB 96H, 93H, 90H, 8DH

71、, 89H, 86H, 83H, 80H</p><p>　　DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H</p><p>　　DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51H</p><p>　　DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH</p&g

72、t;<p>　　DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H</p><p>　　DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H</p><p>　　DB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH</p><p>　　DB 09H, 08H,

73、07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02H</p><p>　　DB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H</p><p>　　DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02H</p><p>　　DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09H

74、</p><p>　　DB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15H</p><p>　　DB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25H</p><p>　　DB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38H</p><p>　　DB 3A

75、H, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EH</p><p>　　DB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66H</p><p>　　DB 69H, 6CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80H</p><p><b>　　RET</b></p>

76、<p>　　;********************************</p><p>　　;按下KEY4生成方波</p><p>　　;********************************</p><p>　　B4:MOVA,#00H</p><p>　　LP2:CLRP1.7</p>

77、<p><b>　　SETBP1.4</b></p><p><b>　　SETBP1.5</b></p><p><b>　　SETBP1.6</b></p><p>　　MOVDPTR,#2FFFH</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p

78、><p>　　LCALLDELYB4</p><p>　　MOVA,#0FFH</p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　LCALLDELYB4</p><p>　　JBKEY1,J0</p><p><b>　　LJMPB1</b><

79、/p><p>　　J0:JBKEY2,J1</p><p><b>　　LJMPB2</b></p><p>　　J1:JBKEY3,J2</p><p><b>　　LJMPB3</b></p><p>　　J2:LJMPB4</p><p

80、>　　;************************************</p><p>　　;下面為延時(shí)程序的編寫</p><p>　　;************************************</p><p><b>　　;延時(shí)26us</b></p><p><b>　　DE

81、LYB1:</b></p><p>　　MOV R3,#01H</p><p><b>　　DL0:</b></p><p>　　MOV R2,#0AH</p><p><b>　　DJNZ R2,$</b></p><p>　　DJNZ R3,DL0</p

82、><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;延時(shí)10us</b></p><p><b>　　DELYB2:</b></p><p>　　MOV R5,#01H</p><p><b>　　DL1:</b><

83、;/p><p>　　MOV R4,#02H</p><p><b>　　DJNZ R4,$</b></p><p>　　DJNZ R5,DL0</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;延時(shí)17us</b></p>

84、<p><b>　　DELYB3:</b></p><p>　　MOV R5,#07H</p><p><b>　　DJNZ R5,$</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;延時(shí)5ms</b><

85、;/p><p><b>　　DELYB4:</b></p><p>　　MOV R6,#13H</p><p><b>　　DL3:</b></p><p>　　MOV R5,#82H</p><p><b>　　DJNZ R5,$</b></p>

86、;<p>　　DJNZ R6,DL0</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　;********************************</p><p>　　;采用中斷方式實(shí)現(xiàn)波形的切換</p>

87、<p>　　;*******************************</p><p>　　ORG 0000H</p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p>　　ORG 0003H;外部中斷0入口地址</p><p>　　AJMP JUCHIBO;方波,對(duì)應(yīng)P3.2口&l

88、t;/p><p>　　ORG 0013H;外部中斷1入口地址</p><p>　　AJMP SANJIAO;三角波對(duì)應(yīng)P3.3口</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　MAIN: SETB EX0;開外部中斷0</p><p>　　SETB EX1;

89、開外部中斷1</p><p>　　MOV IP,#04H;外部中斷1優(yōu)先，P3.3</p><p>　　CLR IT0;外部中斷0觸發(fā)方式（電平觸發(fā)）</p><p>　　CLR IT1;外部中斷1觸發(fā)方式（電平觸發(fā)）</p><p>　　SETB EA;開總中斷</p><p>　　LCALL ZHE

90、NGXUAN</p><p><b>　　SJMP MAIN</b></p><p><b>　　SANJIAO:</b></p><p>　　MOV DPTR,#2FFFH ; 設(shè)置D/A口地址</p><p>　　MOV A,#00H; </p><p><b&

91、gt;　　LOOP1:</b></p><p>　　MOVX @DPTR,A ; 輸出對(duì)應(yīng)于A內(nèi)容的模擬量，2個(gè)機(jī)器周期</p><p>　　LCALL DELAY3;2個(gè)機(jī)器周期,應(yīng)該延時(shí)11us</p><p>　　INC A;1個(gè)機(jī)器周期</p><p>　　JNZ LOOP1;2個(gè)機(jī)器周期</p>&

92、lt;p><b>　　LOOP2:</b></p><p>　　DEC A ;1個(gè)機(jī)器周期</p><p>　　MOVX @DPTR,A;2個(gè)機(jī)器周期</p><p>　　LCALL DELAY3;2個(gè)機(jī)器周期，延時(shí)11us</p><p>　　JNZ LOOP2;2個(gè)機(jī)器周期</p><p&g

93、t;　　SJMP LOOP1</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　JUCHIBO:</b></p><p>　　LOOP3:MOVDPTR,#2FFFH;設(shè)置D/A口地址</p><p>　　MOV A,#00H</p><p>&

94、lt;b>　　LOOP4:</b></p><p>　　MOVX@DPTR,A</p><p>　　LCALLDELAY1;26us</p><p>　　CJNEA,#0FFH,ADD1</p><p>　　SJMPLOOP3</p><p>　　ADD1:INCA</p

95、><p>　　SJMPLOOP4</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ZHENGXUAN: MOV R3,#00H ;取表格初值</p><p>　　LOOP5: </p><p>　　MOV A,R3;1個(gè)周期&

96、lt;/p><p>　　MOV DPTR,#SETTAB;2個(gè)周期</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR;查表指令，2個(gè)周期</p><p>　　MOVX @DPTR,A; 輸出對(duì)應(yīng)于A內(nèi)容的模擬量，2個(gè)周期</p><p>　　LCALL DELAY1;2個(gè)周期，延時(shí)26us</p><p>　　INC R3

97、;1個(gè)周期</p><p>　　SJMP LOOP5;2個(gè)周期</p><p>　　;相鄰兩點(diǎn)之間指令占據(jù)時(shí)間為13us，這個(gè)時(shí)間應(yīng)該要計(jì)算進(jìn)去</p><p>　　SETTAB: ;正弦表格</p><p>　　DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H</p

98、><p>　　DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH</p><p>　　DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H</p><p>　　DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H</p><p>　　DB 0DAH,0D

99、DH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9H</p><p>　　DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H</p><p>　　DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH</p><p>　　DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FF

100、H,0FFH,0FFH</p><p>　　DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDH</p><p>　　DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H</p><p>　　DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH</p>

101、<p>　　DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH</p><p>　　DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H</p><p>　　DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H</p><p>　　DB 0AEH,0A

102、BH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H</p><p>　　DB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80H</p><p>　　DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H</p><p>　　DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H,

103、 51H</p><p>　　DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH</p><p>　　DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H</p><p>　　DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H</p><p>　　D

104、B 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH</p><p>　　DB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02H</p><p>　　DB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H</p><p>　　DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 0

105、0H, 01H, 02H</p><p>　　DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09H</p><p>　　DB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15H</p><p>　　DB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25H</p><

106、p>　　DB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38H</p><p>　　DB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EH</p><p>　　DB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66H</p><p>　　DB 69H, 6CH, 6FH, 72H

107、, 76H, 79H, 7CH, 80H</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;延時(shí)26us</b></p><p><b>　　DELAY1: </b></p><p>　　MOV R6,#01H</p><p>&

108、lt;b>　　DL0:</b></p><p>　　MOV R5,#0AH</p><p><b>　　DJNZ R5,$</b></p><p>　　DJNZ R6,DL0</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　

109、;延時(shí)11us</b></p><p><b>　　DELAY3: </b></p><p><b>　　SETB RS0</b></p><p><b>　　SETB RS1 </b></p><p>　　MOV R7,#01H</p><p

110、><b>　　DL3:</b></p><p>　　MOV R6,#01H</p><p><b>　　DL2:</b></p><p>　　MOV R5,#01H</p><p><b>　　DJNZ R5,$</b></p><p>　　DJN

111、Z R6,DL2</p><p>　　DJNZ R7,DL3</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　附錄2 整體電路原理圖</p><p><b>　　附錄3 仿真效果圖</b><