摘要：在單片機(jī)學(xué)習(xí)中，可以巧妙利用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)產(chǎn)生一些常用的信號(hào)波形，以供使用。Proteus7.4.3作為一種高效的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有效地簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)過(guò)程，為電路設(shè)計(jì)提供了一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法。通過(guò)編寫程序，可以在電路基本不變的情況下獲得不同類型、不同頻率和幅度的信號(hào)。本文就利用Proteus7.4.3，用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生信號(hào)的方法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；D/A轉(zhuǎn)換；Proteus7.4.3；方波；鋸齒波

中圖分類號(hào)：TN722.77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 21-0000-03

利用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生一些電路所需要的信號(hào)，如方波，鋸齒波，三角波等。傳統(tǒng)單片機(jī)電路設(shè)計(jì)方法周期長(zhǎng)、成本高、效率低。常需要技術(shù)人員對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)物安裝和調(diào)試，如發(fā)現(xiàn)原先的設(shè)計(jì)有問(wèn)題，需要重新對(duì)電路進(jìn)行修改、安裝和調(diào)試，過(guò)程非常繁瑣。近年來(lái)迅速發(fā)展完善的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)過(guò)程，已被廣泛嵌入電子產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。Proteus 7.4.3就是一款出色的EDA 軟件，該仿真分析平臺(tái)提供了豐富的電子元器件、各種條件的設(shè)計(jì)環(huán)境和仿真儀器儀表，具有仿真精度高、功能強(qiáng)、虛擬儀器多及操作簡(jiǎn)捷等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電路特性模擬和參數(shù)優(yōu)化等方面的設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的實(shí)操性。本文將基于Proteus7.4.3來(lái)介紹常用脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與仿真。

1 電路的設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求

目前應(yīng)用廣泛的51系列單片機(jī)，價(jià)格低，功能強(qiáng)。讓它和D/A轉(zhuǎn)換器搭檔，可獲得理想的輸出信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換器常用分辨率為8位。位數(shù)越高，精度越高。本文以最容易買到的89C51單片機(jī)和8位的DAC0832為例設(shè)計(jì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，通過(guò)修改程序參數(shù)，可產(chǎn)生不同幅度和頻率的脈沖信號(hào)。

2 電路方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)時(shí)利用DAC0832單緩沖方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出。所謂單緩沖方式是指8位輸入寄存器和8位DAC寄存器其中之一處于直通方式，而另一個(gè)處于受控鎖存方式。

要實(shí)現(xiàn)這種方式，我們需將ILE接高電平，XFER、WR2接地，WR1、CS接單片機(jī)P3.7，低電平有效。電路原理圖如圖1所示。由于DAC0832輸出的是電流信號(hào)，因此在其輸出端連接了運(yùn)算放大器作轉(zhuǎn)換，得到電壓輸出。圖1中DAC0832處于單極性電壓輸出，當(dāng)單片機(jī)P3.7輸出低電平，P2輸出數(shù)字量為全“0”時(shí)，輸出電壓U0=0V，當(dāng)P2輸出數(shù)字量為全“1”時(shí)，輸出電壓U0=+5V。

3 硬件電路的確立

根據(jù)任務(wù)要求，很容易設(shè)計(jì)如圖所示的單片機(jī)最小系統(tǒng)，建立仿真模型。

4 產(chǎn)生各種信號(hào)的設(shè)計(jì)方法

根據(jù)以上的電路，利用Protus7.4.3仿真，只要編寫不同的程序，改變相關(guān)參數(shù)，就可以很方便地產(chǎn)生各種不同的信號(hào)。根據(jù)需要，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，找出信號(hào)變化規(guī)律，在程序編寫時(shí)，讓單片機(jī)的數(shù)字量按照相應(yīng)的規(guī)律輸出到D/A轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，就可以得到我們想要的波形。

4.1 方波的產(chǎn)生

通過(guò)觀察分析，要產(chǎn)生方波，只要在方波的t1時(shí)間內(nèi)P2輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，在t2時(shí)間內(nèi)P2輸出為0，就可產(chǎn)生方波，改變P2輸出數(shù)字信號(hào)的數(shù)值，就可改變輸出電壓的幅度。輸出電壓的的幅度與數(shù)字信號(hào)的關(guān)系是：amp=255*v/50，其中amp表示數(shù)字信號(hào)，v表示輸出電壓幅度，如要輸出4.5伏的電壓時(shí)，則v的值為45，計(jì)算可得amp為229，并將該值由P2輸出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，就可得到輸出電壓為4.5伏。改變高、低電平的時(shí)間，就可改變方波的頻率，高、低電平的時(shí)間由定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)（晶振頻率12MHz），定時(shí)器的初值與頻率的關(guān)系是：t=65536-（500000/f），其中，f表示輸出信號(hào)的頻率（單位Hz），t表示定時(shí)器的初始值，并在定時(shí)中斷程序中把t的值送給TH0和TL0。在如下的程序中，改變變量V的值就可改變輸出電壓的幅度，變化幅度為0-5伏。改變變量f的值，就可改變輸出信號(hào)的頻率，考慮到中斷程序的執(zhí)行時(shí)間，頻率變化范圍為8-50KHz。