基于51單片機的四種波形信號發(fā)生器仿真設計(仿真+程序源碼+設計說明書+講解視頻）

仿真原版本：proteus 7.8

程序編譯器：keil 4/keil 5

編程語言：C語言

設計編號：S0015

1 設計說明：

1、本設計采用AT89C51單片機作為控制核心，外圍采用數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路（DAC0832）、運放電路（LM324）、按鍵和LCD1602液晶顯示電路。

2、電路采用單片機和一片DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成數(shù)字式低頻信號發(fā)生器,可產(chǎn)生正弦波、矩形波、鋸齒波和三角波四種波形。

3、通過鍵盤來控制四種波形的類型選擇、頻率變化，并通過液晶1602顯示其各自的波形類型以及頻率數(shù)值。

本設計硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高，具有一定的實用價值和參考價值

2 講解視頻：

包含程序講解和代碼講解

3 仿真電路：

程序

程序設計流程圖

LCD1602顯示

//----------------------------
//寫LCD命令
//---------------------------------
void Write_LCD_Command(uchar cmd)
{
	   while((Busy_Check()&0x80)==0x80);   //忙等待
	   RS=0;  //選擇命令寄存器
	   RW=0;  //寫
	   EN=0;
	   P1=cmd;EN=1;DelayMS(1);EN=0;
}										  
//--------------------------------------
//發(fā)送數(shù)據(jù)
//---------------------------------------
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); //字符進入模式：屏幕不動，字符后移
	DelayMS(1);
	Write_LCD_Command(0x0C); //顯示開、關光標
	DelayMS(1);
}

//--向LCD寫頻率值
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上顯示不同波形頻率
  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上寫波形類型
void Write_wave(uchar  t )
{
	switch(t)
	{
		case 0:
				//-- 無輸出
				 Write_LCD_Command(0x86);
  				 DelayMS(5);
   				 for (i=0;i<sizeof(No)-1;i++)
					{
						Write_LCD_Data(No[i]);
						DelayMS(5);
					}
					break;
		case 1:
				//--正弦波
				ys=25;
				Write_LCD_Command(0x86);
  				 DelayMS(5);
   				 for (i=0;i<sizeof(Sin)-1;i++)
					{
						Write_LCD_Data(Sin[i]);
						DelayMS(5);
					}
				break;
		case 2:
				//---矩形波
				ys=30;
				Write_LCD_Command(0x86);
  				 DelayMS(5);
   				 for (i=0;i<sizeof(Squ)-1;i++)
					{
						Write_LCD_Data(Squ[i]);
						DelayMS(5);
					 }
			
				break;
		case 3:
				//---三角波
				ys=30;
				Write_LCD_Command(0x86);
  				 DelayMS(5);
   				 for (i=0;i<sizeof(Tri)-1;i++)
					{
						Write_LCD_Data(Tri[i]);
						DelayMS(5);
					}
				break;
		case 4:
				//----鋸齒波
				ys=30;
			  	 Write_LCD_Command(0x86);//液晶顯示位置
  				 DelayMS(5);
   				 for (i=0;i<sizeof(Saw)-1;i++)
					{
						Write_LCD_Data(Saw[i]);
						DelayMS(5);
					 }
				break;
	}
}

按鍵掃描

//----按鍵掃描
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;			
		}
	}
} 

主函數(shù)

//----主程序--- 
void main()
{
	Init_LCD();
	IE=0X81;
	IT0=1;
	Write_LCD_Command(0x80);//--顯示wave:
   	DelayMS(5);	 	
   for (i=0;i<sizeof(Wave)-1;i++)
		{
			Write_LCD_Data(Wave[i]);
			DelayMS(5);
		}
   	 Write_LCD_Command(0x80+0X40);//----顯示freq:
     DelayMS(5);
    for (i=0;i<sizeof(Fre)-1;i++)
		{
			Write_LCD_Data(Fre[i]);
			DelayMS(5);
		}
	   Write_wave(WaveChoice);
	while (1)
	{
			 keyscanf();
		Out_Wave(WaveChoice);
		if(!(K1&K2&K3))
				Xianshi_f();
	}	  
}

本系統(tǒng)采用編程的方法，來輸出四種不同的波形即正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波。各種波形的產(chǎn)生方法如下。

正弦波發(fā)生子程序

正弦波的產(chǎn)生比較特殊，它不能由單片機直接產(chǎn)生，只能由如圖17所示的階梯波來向正弦波逼近。很顯然，在一個周期內(nèi)階梯波的階梯數(shù)目越多，單片機輸出的波形也就越接近正弦波。

圖17 正弦波信號的產(chǎn)生

先假定正弦波的振幅是2.56 V，則波谷對應的數(shù)字量為最小值00H，波峰對應的數(shù)字量為最大值FFH。將正弦波的第一個周期的波形按角度均分為若干等份，并計算出各點對應的電壓值，電壓值計算方法：Vx=2.5·(1+sinθ)，因為00H～FFH對應的數(shù)字量為0～255，所以根據(jù)算出的電壓就可直接寫出各點所對應的數(shù)字量。單片機將一個周期的數(shù)字量存入一定的存儲區(qū)域中，然后依次循環(huán)取出這些數(shù)字量，并送D/A電路轉(zhuǎn)換成階梯波，即近似的正弦波輸出。圖18為正弦波產(chǎn)生的流程圖。

圖18 正弦波產(chǎn)生的流程圖

矩形波發(fā)生子程序

如圖19所示，矩形波的實現(xiàn)比較簡單。首先定義一個無符號字符型變量i=0，使自變量i不斷的自動加1，若i的值小于squa_num，將P0口賦值為0xFF；若i的值大于squa_num，則將P0口賦值為0x00。當i自加到256后又自動變?yōu)?，以此循環(huán)，即可得到矩形波。當squa_num=128時，此時輸出的為方波。調(diào)節(jié)squa_num的大小，即可實現(xiàn)矩形波占空比的調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)延時時間的大小，即可實現(xiàn)矩形波頻率的改變。

圖19 矩形波產(chǎn)生流程圖

三角波發(fā)生子程序

三角波中的斜線用一個個小臺階來逼近，當臺階間隔很小時，波形基本上近似一直線。首先定義一個無符號字符型變量i=0，使自變量i不斷的自動加1，若i的值小于128，將P0口賦值為i；若i的值大于128，則將P0口賦值為256-i。當i自加到256后又自動變?yōu)?，以此循環(huán)，從而P0口實現(xiàn)了周期性的數(shù)字量變換，在經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)變成模擬信號，經(jīng)運算放大電路后就得到了周期性的三角波。三角波產(chǎn)生流程圖如圖20所示。

? 圖20 三角波發(fā)生流程圖

鋸齒波發(fā)生子程序

鋸齒波的實現(xiàn)過程與三角波類似，也是定義一個變量i=0，并使P0=i，自變量i不斷的自動加1，直到加到255，然后i又可以自動歸為0，再不斷的重復上過程。在此過程中，P0口的值也隨著i一樣變化，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832后，周期性逐一變化的數(shù)字量就轉(zhuǎn)換為鋸齒波輸出了。通過調(diào)節(jié)P0口每相鄰兩個值之間的延遲時間，就可以改變鋸齒波的頻率。圖21為鋸齒波發(fā)生流程圖。

圖21 鋸齒波發(fā)生流程圖

設計說明書

摘 要

信號發(fā)生器是一種常用的信號源，廣泛地應用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學實驗等領域。 本設計采用AT89C51單片機作為控制核心，外圍采用數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路（DAC0832）、運放電路（LM324）、按鍵和LCD液晶顯示電路。電路采用單片機和一片DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成數(shù)字式低頻信號發(fā)生器,可產(chǎn)生正弦波、矩形波、鋸齒波和三角波四種波形。系統(tǒng)通過單片機產(chǎn)生數(shù)字信號，通過DAC0832轉(zhuǎn)換為模擬信號，再通過放大器LM324就可以得到雙極性的各種波形，最終由示波器顯示出來。通過鍵盤來控制四種波形的類型選擇、頻率變化，并通過液晶1602顯示其各自的波形類型以及頻率數(shù)值。

本設計硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高，具有一定的實用價值和參考價值。

關鍵詞: AT89C51 單片機； 函數(shù)信號發(fā)生器；DAC0832；LCD液晶顯示

資料清單

0、常見問題 必讀?。。?！
1、源程序
2、proteus仿真
3、開題報告
4、論文報告
5、講解視頻
Altium Designer 安裝破解
filename.bat
KEIL+proteus 單片機仿真設計教程
KEIL安裝破解
Proteus元器件查找
Proteus安裝
Proteus簡易使用教程
單片機學習資料
相關數(shù)據(jù)手冊
答辯技巧
設計報告常用描述
鼠標雙擊打開查找嘉盛單片機51 STM32單片機課程畢業(yè)設計.url

資料下載鏈接