• 基于51单片机信号发生器仿真设计


    基于51单片机信号发生器仿真设计

    (仿真+程序源码+设计说明书)

    仿真原版本:proteus 7.8

    程序编译器:keil 4/keil 5

    编程语言:C语言

    设计编号:S0015

    设计说明:

    本设计采用AT89C51单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(LM324)、按键和LCD液晶显示电路。电路采用单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器,可产生正弦波、矩形波、锯齿波和三角波四种波形。系统通过单片机产生数字信号,通过DAC0832转换为模拟信号,再通过放大器LM324就可以得到双极性的各种波形,最终由示波器显示出来。通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化,并通过液晶1602显示其各自的波形类型以及频率数值。

    本设计硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高,具有一定的实用价值和参考价值

    讲解视频

    51单片机数字多种波形信号发生器仿真设计(程序+仿真+报告+代码讲解)

    仿真电路

    矩形波

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    程序

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    程序设计流程图

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    LCD1602显示

    //----------------------------
    //写LCD命令
    //---------------------------------
    void Write_LCD_Command(uchar cmd)
    {
    	   while((Busy_Check()&0x80)==0x80);   //忙等待
    	   RS=0;  //选择命令寄存器
    	   RW=0;  //写
    	   EN=0;
    	   P1=cmd;EN=1;DelayMS(1);EN=0;
    }										  
    //--------------------------------------
    //发送数据
    //---------------------------------------
    void Write_LCD_Data(uchar dat)
    {
    	 while((Busy_Check()&0x80)==0x80);   //忙等待	
    	  RS=1;  RW=0; EN=0; P1=dat;EN=1;DelayMS(1);EN=0;	
    }
    //------------------------------------
    //LCD初始化			   
    //-----------------------------------------
    void Init_LCD()
    {		
    	Write_LCD_Command(0x38);
    	DelayMS(1);
    	Write_LCD_Command(0x01); //清屏
    	DelayMS(1);
    	Write_LCD_Command(0x06); //字符进入模式:屏幕不动,字符后移
    	DelayMS(1);
    	Write_LCD_Command(0x0C); //显示开、关光标
    	DelayMS(1);
    }
    
    //--向LCD写频率值
    void Write_freq(uint k)
    {
    	uchar qian,bai,shi,ge;
    	qian=k/1000;
    	bai=k/100%10;
    	shi=k/10%10;
    	ge=k%10;
    	Write_LCD_Command(0x86+0x40);
    	Write_LCD_Data(0x30+qian);
    	Write_LCD_Data(0x30+bai);
    	Write_LCD_Data(0x30+shi);
    	Write_LCD_Data(0x30+ge);
    	Write_LCD_Data(0x48);
    	Write_LCD_Data(0x5a);
    }
    
     //--LCD上显示不同波形频率
      void Xianshi_f()		   
    {
      if(WaveChoice==1)
      {
         freq=(10000000/(50000+2860*ys));
    	 Write_freq(freq);
      }
      if(WaveChoice==2)
      {
         freq=(10000000/(50000+2300*ys));
    	 Write_freq(freq);
      }
       if(WaveChoice==3)
      {
         freq=(10000000/(14000+2300*ys));
    	 Write_freq(freq);
      }
        if(WaveChoice==4)
      {
         freq=(10000000/(15000+2300*ys));
    	 Write_freq(freq);
      }
    }
    //--LCD上写波形类型
    void Write_wave(uchar  t )
    {
    	switch(t)
    	{
    		case 0:
    				//-- 无输出
    				 Write_LCD_Command(0x86);
      				 DelayMS(5);
       				 for (i=0;i
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    按键扫描

    //----按键扫描
    void keyscanf()
    {	
    	if(K2==0)
    	{
    		DelayMS(5);
    		if(K2==0)
    		{
    			while(!K2);
    			ys--;
    			if(ys==0)
    			ys=20;
    		}
    	}
    	if(K3==0)
    	{
    		DelayMS(5);
    		if(K3==0)
    		{
    			while(!K3);
    			ys++;
    			if(ys>22)
    			ys=20;
    		}
    	}
    	if(K4==0)
    	{
    		DelayMS(5);
    		if(K4==0)
    		{
    			while(!K4);
    			if(WaveChoice==2)
    			sqar_num=sqar_num+2;
    			if(sqar_num==238)
    				sqar_num=128;
    		}
    	}
    	if(K5==0)
    	{
    		DelayMS(5);
    		if(K5==0)
    		{
    			while(!K5);
    			if(WaveChoice==2)
    			sqar_num=sqar_num-2;
    			if(sqar_num==18)
    				sqar_num=128;			
    		}
    	}
    } 
    
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    主函数

    //----主程序--- 
    void main()
    {
    	Init_LCD();
    	IE=0X81;
    	IT0=1;
    	Write_LCD_Command(0x80);//--显示wave:
       	DelayMS(5);	 	
       for (i=0;i
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    本系统采用编程的方法,来输出四种不同的波形即正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。各种波形的产生方法如下。

    正弦波发生子程序

    正弦波的产生比较特殊,它不能由单片机直接产生,只能由如图17所示的阶梯波来向正弦波逼近。很显然,在一个周期内阶梯波的阶梯数目越多,单片机输出的波形也就越接近正弦波。

    img

    图17 正弦波信号的产生

    先假定正弦波的振幅是2.56 V,则波谷对应的数字量为最小值00H,波峰对应的数字量为最大值FFH。将正弦波的第一个周期的波形按角度均分为若干等份,并计算出各点对应的电压值,电压值计算方法:Vx=2.5·(1+sinθ),因为00H~FFH对应的数字量为0~255,所以根据算出的电压就可直接写出各点所对应的数字量。单片机将一个周期的数字量存入一定的存储区域中,然后依次循环取出这些数字量,并送D/A电路转换成阶梯波,即近似的正弦波输出。图18为正弦波产生的流程图。

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    图18 正弦波产生的流程图

    矩形波发生子程序

    如图19所示,矩形波的实现比较简单。首先定义一个无符号字符型变量i=0,使自变量i不断的自动加1,若i的值小于squa_num,将P0口赋值为0xFF;若i的值大于squa_num,则将P0口赋值为0x00。当i自加到256后又自动变为0,以此循环,即可得到矩形波。当squa_num=128时,此时输出的为方波。调节squa_num的大小,即可实现矩形波占空比的调节;调节延时时间的大小,即可实现矩形波频率的改变。

    img

    图19 矩形波产生流程图

    三角波发生子程序

    三角波中的斜线用一个个小台阶来逼近,当台阶间隔很小时,波形基本上近似一直线。首先定义一个无符号字符型变量i=0,使自变量i不断的自动加1,若i的值小于128,将P0口赋值为i;若i的值大于128,则将P0口赋值为256-i。当i自加到256后又自动变为0,以此循环,从而P0口实现了周期性的数字量变换,在经过数模转换后转变成模拟信号,经运算放大电路后就得到了周期性的三角波。三角波产生流程图如图20所示。

    img

    ​ 图20 三角波发生流程图

    锯齿波发生子程序

    锯齿波的实现过程与三角波类似,也是定义一个变量i=0,并使P0=i,自变量i不断的自动加1,直到加到255,然后i又可以自动归为0,再不断的重复上过程。在此过程中,P0口的值也随着i一样变化,经数模转换DAC0832后,周期性逐一变化的数字量就转换为锯齿波输出了。通过调节P0口每相邻两个值之间的延迟时间,就可以改变锯齿波的频率。图21为锯齿波发生流程图。

    img

    图21 锯齿波发生流程图

    设计说明书

    在这里插入图片描述

    信号发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。 本设计采用AT89C51单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(LM324)、按键和LCD液晶显示电路。电路采用单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器,可产生正弦波、矩形波、锯齿波和三角波四种波形。系统通过单片机产生数字信号,通过DAC0832转换为模拟信号,再通过放大器LM324就可以得到双极性的各种波形,最终由示波器显示出来。通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化,并通过液晶1602显示其各自的波形类型以及频率数值。

    本设计硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高,具有一定的实用价值和参考价值。

    关键词: AT89C51 单片机; 函数信号发生器;DAC0832;LCD液晶显示

    设计清单

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    在这里插入图片描述

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_52733843/article/details/126678148