51单片机信号发生器设计
时间: 2023-08-05 13:07:30 浏览: 57
51单片机信号发生器的设计可以分为以下几个步骤:
1. 确定需要产生的信号波形类型:正弦波、方波、三角波等。
2. 根据所选波形类型,确定需要的时钟频率和占空比。
3. 使用单片机的定时器模块来生成所需的时钟信号。
4. 通过数学计算或查表法,生成所需波形的采样点序列。
5. 将采样点序列按照所需时钟频率发送到单片机的输出引脚上,形成模拟信号。
下面以产生正弦波为例,介绍具体的设计步骤。
1. 确定需要产生的正弦波的频率和振幅。假设所需正弦波频率为1kHz,振幅为5V。
2. 通过定时器模块产生1kHz的时钟信号。假设使用定时器0,计数器初值为0,计数器上限为100,时钟源为外部晶振,晶振频率为11.0592MHz,则定时器中断周期为1kHz。
```c
void timer0_init(){
TMOD = 0x01; //定时器0工作在模式1(16位自动重载)下
TH0 = 0xFC; //计数器初值为0xFC67,使定时器中断周期为1kHz
TL0 = 0x67;
TR0 = 1; //启动定时器0
ET0 = 1; //允许定时器0中断
EA = 1; //开启总中断
}
```
3. 通过数学计算生成正弦波的采样点序列。采用离散时间傅里叶变换(DFT)公式,假设采样点数量为100,则所需的采样点序列为:
```c
#define N 100 //采样点数量
#define FREQ 1000 //正弦波频率
#define AMP 5 //正弦波振幅
unsigned char sample[N] = {0}; //采样点序列
void generate_sample(){
unsigned char i;
for(i=0; i<N; i++){
sample[i] = AMP * sin(2*3.14159*i/N);
}
}
```
4. 在定时器中断函数中,按照所需时钟频率将采样点序列发送到单片机的输出引脚上。假设输出引脚为P1.0。
```c
void timer0_isr() interrupt 1{
static unsigned char count = 0;
P1 = sample[count]; //将采样点序列发送到P1.0引脚上
count++;
if(count >= N){
count = 0;
}
}
```
5. 将P1.0引脚接到示波器或音响等设备上,即可观察到产生的正弦波信号。
完整代码如下:
```c
#include <reg52.h>
#include <math.h>
#define N 100 //采样点数量
#define FREQ 1000 //正弦波频率
#define AMP 5 //正弦波振幅
unsigned char sample[N] = {0}; //采样点序列
void timer0_init(){
TMOD = 0x01; //定时器0工作在模式1(16位自动重载)下
TH0 = 0xFC; //计数器初值为0xFC67,使定时器中断周期为1kHz
TL0 = 0x67;
TR0 = 1; //启动定时器0
ET0 = 1; //允许定时器0中断
EA = 1; //开启总中断
}
void generate_sample(){
unsigned char i;
for(i=0; i<N; i++){
sample[i] = AMP * sin(2*3.14159*i/N);
}
}
void timer0_isr() interrupt 1{
static unsigned char count = 0;
P1 = sample[count]; //将采样点序列发送到P1.0引脚上
count++;
if(count >= N){
count = 0;
}
}
void main(){
timer0_init();
generate_sample();
while(1);
}
```
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