基于da轉(zhuǎn)換模塊的單片機(jī)仿真和c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)

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1、武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)11.1設(shè)計(jì)要求11.2信號(hào)發(fā)生器的理論分析與設(shè)計(jì)方案31.3設(shè)計(jì)方案41.4方案設(shè)計(jì)與論證51.5總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)71.6硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)81.7軟件設(shè)計(jì)流程111.8源程序132、輸出波形的種類與頻率的測(cè)試212.1測(cè)量?jī)x器及測(cè)試說(shuō)明212.2測(cè)試過(guò)程212.3測(cè)試結(jié)果233、設(shè)計(jì)心的及體會(huì)244、參考文獻(xiàn)2525武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)考慮，我們確定方案如下：利用AT89S52單片機(jī)采用程序設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生鋸齒波、正弦波、矩形波三種波形，再

2、通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，濾波放大，最終由示波器顯示出來(lái)，通過(guò)鍵盤來(lái)控制三種波形的類型選擇、頻率變化，最終輸出顯示其各自的類型以及數(shù)值。1.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一種采用D/A轉(zhuǎn)換的波形發(fā)生器，比如產(chǎn)生矩形波、三角波、鋸齒波、梯形波或正弦波及余弦波。要求進(jìn)行電路仿真實(shí)驗(yàn)，并使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)。1.1.1課題的來(lái)源與技術(shù)背景不論是在生產(chǎn)還是在科研與教學(xué)上，信號(hào)發(fā)生器都是電子工程師仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，對(duì)相應(yīng)的測(cè)試儀器和測(cè)試手段也提出了更高的要求，信號(hào)發(fā)生器己成為測(cè)試儀器中至關(guān)重要的

3、一類，因此開(kāi)發(fā)信號(hào)發(fā)生器具有重大意義。傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器采用專用芯片，成本高，控制方式不靈活。本設(shè)計(jì)充分利用單片機(jī)靈活的控制、豐富的外設(shè)處理能力，采用DDS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率、幅值可調(diào)的函數(shù)波形的輸出，同時(shí)可以根據(jù)需要方便地實(shí)現(xiàn)各種比較復(fù)雜的調(diào)頻、調(diào)相和調(diào)幅功能，具有良好的實(shí)用性。根據(jù)其頻率發(fā)生方法又可分為諧振法和合成法兩種。一般的傳統(tǒng)發(fā)生器都是采用的諧振法，即用具有頻率選擇性的回路來(lái)產(chǎn)生正弦振蕩，來(lái)獲得所需頻率，也可以根據(jù)頻率合成技術(shù)來(lái)獲得所需頻率。利用頻率合成技術(shù)制成的合成波形發(fā)生器，通常被稱為頻率合成器或頻率綜合器。頻率綜合器是指

4、利用頻率合成技術(shù)合成的頻率源，它常常是沒(méi)有調(diào)制的，也沒(méi)有足夠?qū)挼暮妥銐驕?zhǔn)確的輸出電平調(diào)節(jié)，其工作范圍往往也不寬，最小頻率間隔也比較大，一般做專用設(shè)備使用，或做某一個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分。1.1.2研究信號(hào)發(fā)生器的目的及意義波形發(fā)生器是信號(hào)源的一種，主要給被測(cè)電路提供所需要的己知信號(hào)(各種波形)，然后用其它儀表測(cè)量感興趣的參數(shù)?？梢?jiàn)信號(hào)源在各種實(shí)驗(yàn)應(yīng)用和試驗(yàn)測(cè)試處理中，它的應(yīng)用非常廣泛。它不是測(cè)量?jī)x器，而是根據(jù)使用者的要求，作為激勵(lì)源，仿真各種測(cè)試信號(hào)，提供給被測(cè)電路，以滿足測(cè)量或各種實(shí)際需要。25武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》課程設(shè)

5、計(jì)說(shuō)明書(shū)目前我國(guó)己經(jīng)開(kāi)始研制波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)波形發(fā)生器還沒(méi)有形成真正的產(chǎn)業(yè)。就目前國(guó)內(nèi)的成熟產(chǎn)品來(lái)看，多為一些PC儀器插卡，獨(dú)立的儀器和VXI系統(tǒng)的模塊很少，并且我國(guó)目前在波形發(fā)生器的種類和性能都與國(guó)外同類產(chǎn)品存在較大的差距，因此加緊對(duì)這類產(chǎn)品的研制顯得迫在眉睫。函數(shù)波形發(fā)生器發(fā)展很快近幾年來(lái)，國(guó)際上波形發(fā)生器技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）過(guò)去由于頻率很低應(yīng)用的范圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發(fā)生器能應(yīng)用于越來(lái)越廣的領(lǐng)域。波形發(fā)生器軟件的開(kāi)發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。波

6、形發(fā)生器通常允許用一系列的點(diǎn)、直線和固定的函數(shù)段把波形數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器。同時(shí)可以利用一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)方程輸入方式，復(fù)雜的波形可以由幾個(gè)比較簡(jiǎn)單的公式復(fù)合成v=f(t)形式的波形方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式產(chǎn)生。從而促進(jìn)了波形發(fā)生器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的飛速發(fā)展也對(duì)任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)起到了推動(dòng)作用。目前可以利用可視化編程語(yǔ)言(如VisualBasic,VisualC等等)編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計(jì)算機(jī)顯示屏上輸入任意波形，來(lái)實(shí)現(xiàn)波形的輸入。（2）與VXI資源結(jié)合。目前，波形發(fā)生器由獨(dú)立的臺(tái)式儀器和適用于個(gè)人計(jì)算

7、機(jī)的插卡以及新近開(kāi)發(fā)的VXI模塊。由于VXI總線的逐漸成熟和對(duì)測(cè)量?jī)x器的高要求，在很多領(lǐng)域需要使用VXI系統(tǒng)測(cè)量產(chǎn)生復(fù)雜的波形，VXI的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性，但由于開(kāi)發(fā)VXI模塊的周期長(zhǎng)，而且需要專門的VXI機(jī)箱的配套使用，使得波形發(fā)生器VXI模塊僅限于航空、軍事及國(guó)防等大型領(lǐng)域。在民用方面，VXI模塊遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如臺(tái)式儀器更為方便。（3）隨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，臺(tái)式儀器在走了一段下坡路之后，又重新繁榮起來(lái)。不過(guò)現(xiàn)在新的臺(tái)式儀器的形態(tài)，和幾年前的己有很大的不同。這些新一代臺(tái)式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。而且外形尺寸與價(jià)格，都

8、比過(guò)去的類似產(chǎn)品減少了一半。1.1.3主要研究?jī)?nèi)容（1）理論基礎(chǔ)分析。了解波形發(fā)生器的相關(guān)理論，包括幾種常用波形，如正弦波、方波等，然后介紹了波形發(fā)生器的主要方案及原理。（2）硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要包括以下幾個(gè)模塊：鍵盤、LED顯示電路；單片機(jī)系統(tǒng)；D