51单片机实现的低频信号发生器设计

"这篇文档是关于基于51单片机设计的信号发生器的课程设计报告，主要讨论了如何利用STC89C51单片机和数字模拟转换器(DAC0832)生成不同波形的信号，包括方波、三角波、梯形波、锯齿波和正弦波，且频率和幅度可调。设计中对比了两种改变幅度的方案，并选择了更优的方案二。报告还详细解释了工作原理，涉及数模转换和单片机系统的组成。" 51单片机信号发生器的设计主要围绕以下几个知识点展开： 1. **STC89C51单片机**：这是一款基于8051内核的增强型微控制器，拥有内置的RAM、ROM、I/O端口、定时器/计数器和串行通信接口，适合于各种嵌入式控制系统，如本设计中的信号发生器。 2. **数字波形合成技术**：通过编程控制单片机产生数字信号，然后通过数模转换器(DAC)转化为模拟信号，以此生成所需的各种波形，如正弦波、方波、三角波等。 3. **D/A转换器（DAC0832）**：用于将单片机产生的数字信号转换为模拟信号，是信号发生器的重要组成部分。在本设计中，它与AT89C51单片机配合，生成纯净的波形。 4. **波形生成原理**：通过编写特定的控制程序，单片机可以产生不同频率的脉冲，这些脉冲经过数模转换后形成不同的波形。频率的调整通过改变脉冲的周期，幅度的调整则通过硬件实现。 5. **改变幅度的方案**： - 方案一：通过乘法运算调整送入DA的数字量，但会降低输出波形的频率且输出电压不可连续调整。 - 方案二：使用运算放大器放大输出电压，实现幅度连续可调，被选为实施方案。 6. **系统结构**：信号发生器主要包括89C51单片机、键盘输入、数模转换电路、波形输出和放大电路。其中，单片机是核心，负责生成和控制信号，键盘接收用户输入，调整参数。 7. **工作原理**：89C51通过执行程序产生数字信号，信号通过DAC转换成模拟信号，然后经过低通滤波器，得到纯净的波形。用户通过键盘输入指令，单片机处理后调整信号的频率和幅度。 8. **设计要求**：信号发生器需能产生多种波形，频率和幅度可调，设计中还额外增加了正弦波的生成。 9. **扩展功能**：除了基本的方波、三角波、梯形波和锯齿波，设计者还实现了正弦波的生成，增加了设备的实用性。 这个设计报告详细阐述了基于51单片机的信号发生器从硬件电路到软件控制的全过程，对理解单片机在信号发生器中的应用和数字信号处理提供了深入的见解。