朱兆旭

摘要：本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是采用AT89C51單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器件DAC0832產(chǎn)生所需不同信號的低頻信號源，AT89C51 單片機(jī)作為主體，采用D/A轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)放電路、按鍵和LCD液晶顯示電路等，按下按鍵控制生成方波、三角波、正弦波，同時(shí)用LCD顯示相應(yīng)的波形，輸出波形的周期可以用程序改變，具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器；信號發(fā)生器

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0011-01

1 前言

波形發(fā)生器，是一種作為測試用的信號源，是當(dāng)下很多電子設(shè)計(jì)要用到的儀器。現(xiàn)如今是科學(xué)技術(shù)和設(shè)備高速智能化發(fā)展的科技信息社會，集成電路發(fā)展迅猛，集成電路能簡單地生成各式各樣的波形發(fā)生器，將其他信號波形發(fā)生器于用集成電路實(shí)現(xiàn)的信號波形發(fā)生器進(jìn)行對比，波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，集成電路實(shí)現(xiàn)的信號波形發(fā)生器都勝過一籌，隨著單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷成長和完善，導(dǎo)致傳統(tǒng)控制與檢測技術(shù)更加快捷方便。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

文章基于單片機(jī)信號發(fā)生器設(shè)計(jì)，產(chǎn)生正弦波、方波、三角波，連接示波器，將生成的波形顯示在示波器上。按照對作品的設(shè)計(jì)研究，編寫程序，來實(shí)現(xiàn)各種波形的頻率和幅值數(shù)值與要求相匹配，然后把該程序?qū)氲匠绦虼鎯ζ骼锩妗?/p>

當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，一旦收到外界發(fā)出的指令，要求設(shè)備輸出相應(yīng)的波形時(shí)，設(shè)備會調(diào)用對應(yīng)波形發(fā)生程序以及中斷服務(wù)子程序，D/A轉(zhuǎn)換器和運(yùn)放器隨之處理信號，然后設(shè)備的端口輸出該信號。其中，KEY0為復(fù)位鍵，KEY1的作用是選擇頻率的步進(jìn)值，KEY2的作用是增加頻率或增加頻率的步進(jìn)值，KEY3的作用是減小頻率或減小頻率的步進(jìn)值，KEY4的作用是選擇三種波形。103為可調(diào)電阻，用于幅值的調(diào)節(jié)。自鎖開關(guān)起到電源開關(guān)的作用。啟動電源，程序運(yùn)行的時(shí)候，選擇正弦波，紅色LED燈亮起；選擇方波，黃色LED燈亮起；選擇三角波，綠色LED燈亮起。函數(shù)信號發(fā)生器頻率最高可達(dá)到100Hz，最低可達(dá)到10Hz，步進(jìn)值0.1-10Hz，幅值最高可到3.5V。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

選用AT89C51單片機(jī)編寫程序。這種方法控制信號波形的頻率和幅值是通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)，通過改變程序來實(shí)現(xiàn)頻率的變化，且這種方法無需改變硬件電路。這種方法可以使信號的精度很高（編程產(chǎn)生的是數(shù)字信號），并可使電路得到一定程度上的簡化。

主程序和生成波形的子程序共同組成了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，生成波形的子程序的編程是軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，各種波形通過編程來得到。整個系統(tǒng)根據(jù)功能分成以下模塊編程：（1）主程序模塊；（2）三角波模塊；（3）正弦波模塊；（4）方波模塊；（5）延時(shí)子程序模塊等。通過利用插入延時(shí)子程序的方法來改變各波形的頻率。

本軟件設(shè)計(jì)過程中主要實(shí)現(xiàn)利用按鍵來控制不同波形的輸出，KEY0為復(fù)位鍵，KEY1的作用是選擇頻率的步進(jìn)值，KEY2的作用是增加頻率或增加頻率的步進(jìn)值，KEY3的作用是減小頻率或減小頻率的步進(jìn)值，KEY4的作用是選擇三種波形，按下KEY4鍵，可以分別切換三種不同波形。103為可調(diào)電阻，用于幅值的調(diào)節(jié)。自鎖開關(guān)起到電源開關(guān)的作用。三個發(fā)光二極管分別對應(yīng)三種波形用于識別不同波形。啟動電源，程序運(yùn)行的時(shí)候，選擇正弦波，紅色LED燈亮起；選擇方波，黃色LED燈亮起；選擇三角波，綠色LED燈亮起。函數(shù)信號發(fā)生器頻率最高可達(dá)到100Hz，最低可達(dá)到10Hz，步進(jìn)值為0.1-10Hz，幅值最高可到3.5V。

4 結(jié)語

本文介紹了DAC0832 D/A轉(zhuǎn)換器的原理和使用，單片機(jī)AT89C51的基本論述，和電路設(shè)計(jì)有關(guān)的各種芯片，著重介紹利用單片機(jī)控制D/A轉(zhuǎn)換器生成上述信號的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程。系統(tǒng)容易設(shè)計(jì)、性能好、性價(jià)比相對其他來說更高，能用在很多要用到低頻信號源的地方。

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