基于单片机的任意波形发生器设计

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0 下载量 9 浏览量 更新于2024-06-24 收藏 372KB DOC 举报
"基于单片机的波形发生器的设计" 波形发生器是一种特殊的信号源,能够生成多种类型的波形信号,包括正弦波、方波、锯齿波、triangle波等。随着信息技术的发展,波形发生器的设计和制造也在不断改进和完善。 在早期,波形发生器的机械结构比较复杂,功率比较大,电路比较简单,因此发展速度比较慢。直到1964年,第一台全晶体管的波形发生器出现,标志着波形发生器的快速发展。自60年代以来,波形发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器,采用模拟电子技术,模拟集成电路构成,能够生成多种波形信号。 然而,模拟电路的漂移较大,使得输出的波形的幅度稳定性差,存在着尺寸大、价格贵、功耗大的缺点。为了解决这些问题,出现了基于单片机的波形发生器的设计。该设计可以生成多种波形信号,具有小巧、低功耗、低成本的优点。 基于单片机的波形发生器的设计可以分为三个部分:波形发生器的硬件设计、软件设计和系统集成。硬件设计主要涉及到单片机的选择、电路设计和PCB设计。软件设计主要涉及到波形发生器的软件开发,包括波形发生器的驱动程序、波形发生器的应用程序和波形发生器的测试程序。系统集成主要涉及到波形发生器的组装、测试和调整。 在波形发生器的设计中,单片机是核心组件,可以生成多种波形信号,具有小巧、低功耗、低成本的优点。单片机可以通过编程来生成不同的波形信号,可以满足不同的应用需求。 此外,基于单片机的波形发生器的设计还可以实现远程控制和自动化测试。通过网络或串口,可以远程控制波形发生器的工作状态,并实现自动化测试,提高测试效率和准确性。 基于单片机的波形发生器的设计可以满足多种应用需求,具有小巧、低功耗、低成本的优点,能够生成多种波形信号,实现远程控制和自动化测试,提高测试效率和准确性。 知识点: 1. 波形发生器的定义和分类 2. 波形发生器的发展历程 3. 基于单片机的波形发生器的设计 4. 波形发生器的硬件设计 5. 波形发生器的软件设计 6. 波形发生器的系统集成 7. 单片机在波形发生器设计中的应用 8. 基于单片机的波形发生器的优点 9. 波形发生器的应用领域 10. 波形发生器的发展前景
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课 程 设 计 2010年3月 19日 课程设计任务书 课程 单片机原理及应用课程设计 题目 波形发生器的设计 专业 电子信息工程 姓名 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容: 根据单片机课程所学内容,结合其他相关课程知识,设计一个波形发生器,以加深对 单片机知识的理解,锻炼实践动手能力,为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。 2、基本要求: 本设计以MCS- 51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计。可以产生正弦波、方波、三角波等常用 标准波形,由按键选择并显示。 3、主要参考资料: [1] 张毅坤,陈善久.单片微型计算机原理及应用.西安:西安电子科技大学出版社,2002. [2] 张友德,赵志英,徐时亮.单片微机原理应用与实验.上海:复旦大学出版社,2000. [3] 伟福Lab2000P系列单片机仿真实验系统说明书. 完成期限 2010.3.15-2010.3.19 指导教师 专业负责人 2010年3 月 13 日 目录 第一章概述.........................................................1 第二章系统设计.....................................................2 2.1 系统原理设计.............................................. 2 第三章硬件设计.....................................................3 3.1单片机电路设计..............................................3 3.2 键盘/显示接口电路设计......................................4 3.3 D/A转换电路设计............................................5 第四章 软件设计....................................................5 4.1 主程序及中断程序...........................................5 4.2 显示系统程序...............................................6 4.3 键盘处理程序...............................................6 结 论.............................................................11 参考文献..........................................................12 附录1 系统电路图 ................................................13 附录2 主要源代码 ................................................14 第一章概述 单片机是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗 干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。   单片机是靠程序的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊 的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很 难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD40 00系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成 功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可 以实现高智能,高效率,以及高可靠性!波形发生器是一种数据信号发生器,在调试硬 件时,常常需要加入一些信号,以观察电路工作是否正常。用一般的信号发生器,不但 笨重,而且只发一些简单的波形,不能满足需要。例如用户要调试串口通信程序时,就 要在计算机上写好一段程序,再用线连接计算机和用户实验板,如果不正常,不知道是 通讯线有问题还是程序有问题。用E2000/L的波形发生器功能,就可以定义串口数据。通 过逻辑探勾输出,调试起来简单快捷。 第二章系统设计 2.1 系统原理设计 系统设计的原理方框图如图1所示。MCS- 51系列的8051单片机是整个波形发生器的核心部分,他从程序存储器读取程序,从键盘 接收数据,经过处理送到LED数码管,并产生相应的数字信号送到D/A转换器,转换成模 拟信号也就是所需要的波形输出。4×4键盘可使8051接收用户输入的波形选