基于单片机超低频波形发生器硬件设计和实现 通信工程专业VIP免费

摘要在科学研究、工程教育及生产实践中,常常需要用到低频信号发生器。本文主要介绍一种以单片机为核心的超低频任意函信号发生器。该信号发生器由存储模块、按键模块、LED显示模块、D/A转换模块组成，它采用数字波形合成技术,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义波形,如正弦波、三角波、方波和锯齿波及其他任意波形。文中详细介绍了硬件电路设计的原理和软件编程的上设计思想以及实验调试过程。实验结果表明，该信号发生器输出的波形的频率和幅值在一定范围内可任意改变，与传统信号发生器只有固定的几种输出波形相比,具有输出波形的任意化和低频精度高的特点。它还具有的特点是价格低、性能高,在低频范围稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等。关键词：单片机AT89C51；DAC0832；低频信号；发生器ABSTRACTInscientificresearch,engineeringeducationandpracticeofproduction,oftenneedtouselow-frequencysignalgenerator.Inthispaper,introducesaultra-lowfrequencyarbitraryfunctionsignalgeneratortoSCMasthecore.Thesignalgeneratorismadeofthememorymodules,thekeymodules,LEDdisplaymodules,D/Aconvertermodules,itusesdatewaveformsynthesistechnology,throughhardwareCircuitandsoftwareProceduresiscombined,customWaveformcanbecustomized,suchassinewave,trianglewave,squarewaveandsawtoothwaveandotherarbitrarywaveform.Inthispaper,detailintroducestheprincipleofthedesignofhardwarecircuitandthemindofthedesignofsoftwareprogrammingandtheprocessofexperimentdebug.Theresultsofexperimentshowthat,theoutputwaveform′sfrequencyandamplitudeofthesignalgeneratorcanbearbitrarilychangedinacertainrange,comparedWiththetraditionalsignalgeneratorOnlyhaveafewfixeoutputwaveform,withthecharacteristicsofoutputwaveform′sarbitraryandhighprecisionofthelow-frequency.Italsohasthecharacteristicsofalowprice,high-performance,goodStabilityinlow-frequencyrange,easytooperate,smallsize,lessconsumpteofpowerEtc..Keywords：AT89C51microcontroller；DAC0832；Lowfrequencysignal；Generator前言信号发生器是使用很广的仪器,在科学研究、工程教育及生产实践中,常常需要用到低频信号发生器。如工业过程控制、教学实验、机械振动、生物医学等领域。对它的要求也随着技术的发展越来越高,以往的信号源只可输出单一正弦或几种如三角、正弦、脉冲、方波等波形,且一台仪器的输出频率范围也较窄,一般只是在超低或低频范围,特别是在超低频范围,波形的精度和稳定度等重要指标都不高,目前,长期使用的信号发生器绝大部分都是由模拟电路构成的,这类仪器作为信号源,频率达百兆赫兹,在高频范围内其频率稳定性与可调性好。而用于低频信号输出时,其需要RC值很大,参数准确度难以保证,而且体积大,损耗也大。目前,有人研究制造了由数字电路构成的低频信号发生器,其低频性能好,但是体积较大,价格较贵。这里介绍一种以单片机为核心,设计了一个超低频任意函数信号发生器。单片机控制超低频任意信号波形发生器与现有采用微处理器和数模转换器组成的数字式低频信号发生器相比,由于采用直接数字波形合成技术,频率准确度和稳定度较高。与现有采用计数器、只读存储器、D/A转换器和滤波器等组成的信号发生器相比,由于采用单片机控制和随机存储器RAM,通过一定算法除可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波外还可方便地产生其他周期任意信号波形,解决了输出波形种类单一的问题,具有广泛的应用前景。本课题设计中，函数发生器采用ATM89C51单片机作为控制核心，外围采用模拟/数字转换电路、数据存储器，按键和LED显示灯电路等。通过按键控制可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等低频任意波形，同时用LED显示灯指示对应的波形的频率。本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。另一方面，它具有价格低、性能高和在低频范围内稳定性好、操作方便、体积小、耗电少等特点。此电路清晰，出...