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本帖最后由 WPma0 于 2020-1-21 15:38 编辑 ! p3 Y( m" K2 Q5 g8 J! y
7 }! C6 U! ~- F7 N5 \# p8 F摘要:该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和锯齿波,波形为双极性,频率和幅值可由键盘设定,频率在
1 ^' I0 Q, f R) P( ]# H# t4 m) d) w- ^0~8kHz范围内可任意设定,并可按步进120us调整，辐值在一5~+5V范围内可任意设定,并可按步进0.3 P- r: B$ _7 C7 q* S6 \7 I
04V调整。该波形发生器基于AT89S51单片机,由D/A波形发生模块、数码管显示模块、键盘输人模块.波# I0 F/ f( \$ s
形数据存储模块组成。波形的类型、频率和幅值能够在七段LED数码管上实时显示。它还具有掉电保护功
" f2 T: _0 l9 [5 T能,可存储掉电前的波形和设置。! p( ]9 L& M/ w. B7 D8 X
( O L7 y- o( ]: {( g
关键词:波形发生器;单片机;D/A转换;正弦波;双极性., k3 s- U+ _3 o0 q: H
: f2 w; Q' j4 _! _# M$ t) }/ F
该设计通过软件和硬件结合,充分利用了软件的优点，
3 q0 x- @- b0 G; h# N发挥其优势,尽可能地减少了硬件开销。方便快捷地生成1 J' J, |, X- ~2 J% h# ^3 O
特定的频率,幅度的波形数据;在单片机控制下,利用电路.
/ u2 t' g7 x( `" A: G( @' y) H产生地址.读出数据,送人D/A转换电路,得到所需的波形
; x; ] v7 i+ @! x: L2 a4 V, x信号。在输出的同时将波形数据存储在数据存储器中,这.
; u9 u0 G6 Z3 i; I1 l* B& [& V4 b样可以保证掉电以后波形数据不丢失。
$ m3 `3 s2 l, T7 B1整体设计' Y# ^, i% h' h
由四大模块组成D/A波形发生模块、数码管显示模
! a! B# f! i! R- Y; N块,键盘输人模块、波形数据存储模块。系统原理框图如.
- K L5 J s2 [$ H; s [+ I图1所示:, K- j8 Z3 ]0 T0 @
波形的产生通过单片机内的程序实现,采用两片D/A .
6 i) B6 b( V8 u n( [转换器来控制输出,第一片用于输出波形,第二片用于控制
8 k( Y. n# e9 I第一片的参考电压,将第二片的输出作为第一片的参考电
* I2 P6 Z# v* G- d+ w压，以便由程序来控制输出波形的幅值变化,从而实现波形.
, |+ c$ p$ Y4 M. o! @幅值改变。频率的产生由硬件实现，频率的变化由程序来
9 t g; r* s9 S# v控制,通过改变定时器的初值来改变输出波形相邻两点的
7 c: L' P$ Z1 q' R时间间隔,从而实现波形频率的改变。波形的合成也通过
( T; d3 G, E0 |5 p) f# K程序实现,具有很高的精度和线性组合的灵活性。该设计
/ g. q5 i2 W# h; q& q+ R( u# Z电路简单,绝大部分功能由程序实现,减少了硬件开销.
, \: ~# ~3 {* {$ d( H8 ] o7 r2电路原理7 p* a4 c" b( m3 Z* W
2.1波形的产 生及频率变化实现( [* ^8 a! q T! |
在生产实践中使用的信号大多数是周期性变化的,我
6 S& p* ?5 p2 y) w8 C们把各种各样的波形在一个周期中的变化情况离散化,再7 @9 Y, F# J0 g
根据二进制的规律进行编码,得到每一种波形所对应的波
/ Y; v; l1 O% R& A5 m* E6 Y9 B代码。把这些波代码存储到存储器中,利用电路选择其中
7 M0 a$ x' d" v8 u. }: R" u" d4 i的一组代码输出,经过数/模转换器和放大器,获得连续变
+ I2 @- z: F; Q7 \+ v: N化的波形以。对于正弦等信号不便通过直接计算得到其波1 E( q( Q, K C T% l- l
形数据,而其波形用较小数据量即可准确描述,可对其--周
5 c( Z1 n/ Q2 ~3 E; R5 f# g- D+ v( \期信号抽取一定的数据，作为基本波形数据固化在单片机3 K/ H# ?; h$ [% w; u
的程序存储器中国。以产生正弦波为例,采用定点法,即先
) I8 W2 P# ^8 K N" T$ x做一个正弦函数表存于单片机的程序存儲器内,通过定时
/ C& {# z/ Y0 O. h. U( q器产生定时,每当定时时间到时,输出该波形在该点的正弦
9 u b5 @% c2 X% Q4 B! ?9 i函数表值,周期性重复上述过程就可得到该被形输出。当8 K6 } O0 G# D: H; V
改变定时器的初值时,波形相邻两点时间间隔就改变,从而 C, O2 L! m0 m2 G1 K ?3 a. J# @+ z( ^0 k
波形的频率相应改变。
" e3 j0 X( I# N5 F2.2波形幅值变化 的实现+ c% q7 r$ _) @3 z
波形产生是通过单片机执行某一个波形发生程序,向6 P0 o) p9 A2 v* J @. V
D/A转换器的输人端按一定的规律发送数据,从而在D/A
\$ }$ {' N5 E4 ]4 @% z4 \转换电路的输出端得到相应的电压波形。D/A转换器输.9 |& N0 \6 y& K) k; |1 N8 V
人数字量与输出电压的关系如表1所示。
, n$ l7 y N: A* z& Q z7 e/ P, z0 ]8 }
附件下载：( d9 z! j7 J# W1 t
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发表于 2020-1-21 15:37
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