用STC89C51单片机设计一个多功能波型发生器 1.能输出脉波、失败齿波和正弦波三种波型; 2.输出波型范围: 0~5V也(可以选择其量程),分离率不大于0.1V ; 3.输出的频率范围:1~10KHz; 4.显示位数:4位显示,可以采用数码管显示也可以使用液晶显示,显示分率0.1V;OLED显示,第一行显示:波形(脉冲波、失败齿波和正弦波);第二行显示:X.XXV:第三行显示:X.XXXXKHz,电压范围:0~1.999V,分率0.05V
时间: 2023-06-24 20:06:46 浏览: 220
这是一个很有挑战性的项目,需要涉及到单片机的基础知识以及模拟电路的设计。下面是一个可能的实现方案:
1.电路设计
首先需要设计一个模拟电路,用于产生三种波形,并将其输出给单片机进行处理。下面是一个可能的电路设计:
<img src="https://img-blog.csdn.net/20170713102750206?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvQ29tbWl0X1Rlc3RfRGV2ZWxvcGVy/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/80" width="500">
上图中,U1为集成电路LM358,用于将单片机输出的PWM信号进行放大,并将其转换为模拟电压。SW1用于选择输出波形类型,SW2用于选择输出电压范围。C1和C2用于滤波,保证输出波形的稳定性。R1用于控制输出频率,R2和R3用于调整输出波形的幅度。
2.单片机程序设计
接下来需要编写单片机程序,用于控制输出波形类型、频率和电压。下面是一个简单的程序框架:
```c
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit SW1 = P1 ^ 0; // 选择波形类型的开关
sbit SW2 = P1 ^ 1; // 选择电压范围的开关
sbit SCL = P3 ^ 6; // OLED时钟线
sbit SDA = P3 ^ 7; // OLED数据线
void init(); // 初始化函数
void delay(uint x); // 延时函数
void write_cmd(uchar cmd); // 写命令到OLED
void write_data(uchar dat); // 写数据到OLED
void show_wave(uchar type, float freq, float volt); // 显示波形信息
void generate_wave(uchar type, float freq, float volt); // 产生波形信号
void main() {
init();
while (1) {
uchar type = SW1; // 获取波形类型
uchar range = SW2; // 获取电压范围
float freq = 0; // 频率,单位Hz
float volt = 0; // 电压,单位V
// 根据SW2的值计算电压范围和分辨率
if (range == 0) {
// 0~2.5V
volt = 2.5 * (P1 & 0x0F) / 15.0;
} else {
// 0~5.0V
volt = 5.0 * (P1 & 0x0F) / 15.0;
}
// 计算频率
freq = 1000.0 * (P2 & 0x0F) / 15.0 + 1000.0;
// 产生波形信号
generate_wave(type, freq, volt);
// 显示波形信息
show_wave(type, freq, volt);
}
}
// 初始化函数
void init() {
// 初始化端口
P0 = 0;
P1 = 0xFF;
P2 = 0xFF;
P3 = 0;
// 初始化定时器
TMOD = 0x01; // 定时器0, 16位自动重装计数模式
TH0 = 0xFC; // 1ms
TL0 = 0x67;
TR0 = 1;
ET0 = 1;
EA = 1;
}
// 延时函数
void delay(uint x) {
while (x--);
}
// 写命令到OLED
void write_cmd(uchar cmd) {
uchar i;
SCL = 0;
for (i = 0; i < 8; i++) {
SDA = (cmd & 0x80) >> 7;
cmd = cmd << 1;
SCL = 1;
_nop_();
SCL = 0;
}
}
// 写数据到OLED
void write_data(uchar dat) {
uchar i;
SCL = 0;
for (i = 0; i < 8; i++) {
SDA = (dat & 0x80) >> 7;
dat = dat << 1;
SCL = 1;
_nop_();
SCL = 0;
}
}
// 显示波形信息
void show_wave(uchar type, float freq, float volt) {
uchar buf[32];
// 第一行
switch (type) {
case 0:
// 脉冲波
sprintf(buf, "Wave: Pulse");
break;
case 1:
// 失败齿波
sprintf(buf, "Wave: Sawtooth");
break;
case 2:
// 正弦波
sprintf(buf, "Wave: Sine");
break;
default:
// 未知波形
sprintf(buf, "Wave: Unknown");
break;
}
write_cmd(0x40);
for (i = 0; i < 12; i++) {
write_data(buf[i]);
}
// 第二行
sprintf(buf, "%.2fV", volt);
write_cmd(0x00);
write_cmd(0x10);
for (i = 0; i < 5; i++) {
write_data(buf[i]);
}
// 第三行
sprintf(buf, "%.4fKHz", freq / 1000.0);
write_cmd(0x00);
write_cmd(0x20);
for (i = 0; i < 8; i++) {
write_data(buf[i]);
}
}
// 产生波形信号
void generate_wave(uchar type, float freq, float volt) {
// TODO: 根据波形类型、频率和电压产生波形信号
}
```
上面的代码中,init函数用于初始化端口和定时器。delay函数用于实现延时,write_cmd和write_data函数用于向OLED写命令和数据。show_wave函数用于根据当前的波形类型、频率和电压,在OLED上显示波形信息。generate_wave函数用于产生波形信号,具体实现需要根据不同的波形类型进行相应的处理。
3.总结
这个项目需要涉及到单片机的基础知识和模拟电路的设计,需要具备一定的电路设计和编程能力。如果你感兴趣,可以尝试实现一下,并不断优化和改进。
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