基于51单片机控制的函数波形发生器.doc

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基于单片机的方波信号发生器课程设计报告书.doc

2.2 设计原理简介 该设计设计一个低频信号发生器，我们采用的是 AT89C51 单片机用软件实现信号的 输出。该单片机是一个微型计算机，包括中央处理器 CPU，RAM，ROM、I/O 接口电路、 定时计数器、串行通讯等，是波形设计的核心。该信号发生器原理框图如图 2.1，总体 原理为：利用 AT89C51 单片机构造低频信号发生器，可产生正弦波，方波，三角波，锯 齿波四种波形，通过 C语言对单片机的编程即可产生相应的波形信号，并可以通过键盘 进行各种功能的转换和信号频率的控制，当输出的数字信号通过数模转换成模拟信号也 就得到所需要的信号波形，通过运算放大器的放大输出波形，同时让显示器显示输出的 波形信息。 输出 图 2.1 信号发生器原理框图 本方案其主要模块包括复位电路、时钟信号、键盘控制、D/A 转化及 LED 显示。其 各个模块的工作原理如下： （1）复位电路是为单片机复位使用，使单片机接口初始化；89C51 等 CMOS51 系列 单片机的复位引脚 RET 是施密特触发输入脚，内部有一个上拉低电阻，当振荡器起振以 后，在 RST 引脚上输出 2个机械周期以上的高电平，器件变进入复位状态开始，此时 ALE、 PSEN、P0、P1、P2、P4 输出高电平，RST 上输入返回低电平以后，变退出复位状态开始 工作。该方案采用的是人工开关复位，在系统运行时，按一下开关，就在 RST 断出现一 段高电平，使器件复位。 （2）时钟信号是产生单片机工作的时钟信号，控制着计算机的工作节奏，可以通 过提高时钟频率来提高 CPU 的速度。89C51 内部有一个可控的反相放大器，引脚 XTAL1、 XTAL2 为反相放大器输入端和输出端，在 XTAL1、XTAL2 上外接 12MHZ 晶振和 30pF 电容 便组成振荡器。时钟信号常用于 CPU 定时和计数。 （3）键盘模块是是用于控制信号输入的类型，当按键按下时，可以通过单片机编 AT89C51 单片机 数/模准换器 DAC0832 UA741 运放放大 接口 电路 键盘 输入

用8芯排线将DA的D0-D7接口与数据总线区D0-D7任一接口相连。实现一频率可控波形发生器，用拨码开关作为输入，接P1口，拨动开关可以控制信号的频率

低频信号发生器在工业自动化生产、科研和教学中有着广泛的应用。以AT89C52单片机作为控制核心，设计了单片机最小系统、D/A转换器、运算放大电路、按键电路、显示电路、软件流程及技术关键。该低频信号发生器可以产生正弦波、三角波、梯形波和锯齿波等多种形状波形。对系统进行了测试，结果表明，所设计的低频信号发生器输出波形质量较高，频率及峰谷值可连续调节，具有结构简单、易于实现、精度较高的优点，为低频信号发生器的优化设计提供了参考。

基于multisim的函数信号发生器仿真设计，利用施密特触发器、反相积分电路和差分放大器的非线性实现方波、三角波、正弦波的转化。