本设计
基于51单片机信号发生器仿真设计
（仿真+程序源码+设计说明书）
仿真原版本：proteus 7.8
程序编译器：keil 4/keil 5
编程语言：C语言
设计编号：S0015
目录标题
- 基于51单片机信号发生器仿真设计
- 仿真电路
- 程序
- LCD1602显示
- 按键扫描
- 主函数
- 正弦波发生子程序
- 矩形波发生子程序
- 三角波发生子程序
- 锯齿波发生子程序
- 设计说明书
- 设计清单
设计说明：
本设计采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和LCD液晶显示电路。电路采用单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器,可产生正弦波、矩形波、锯齿波和三角波四种波形。系统通过单片机产生数字信号，通过DAC0832转换为模拟信号，再通过放大器LM324就可以得到双极性的各种波形，最终由示波器显示出来。通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶1602显示其各自的波形类型以及频率数值。
本设计硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高，具有一定的实用价值和参考价值
仿真电路
矩形波
三角波
正玄波
锯齿波
程序
程序设计流程图
LCD1602显示
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138//---------------------------- //写LCD命令 //--------------------------------- void Write_LCD_Command(uchar cmd) { while((Busy_Check()&0x80)==0x80); //忙等待 RS=0; //选择命令寄存器 RW=0; //写 EN=0; P1=cmd;EN=1;DelayMS(1);EN=0; } //-------------------------------------- //发送数据 //--------------------------------------- void Write_LCD_Data(uchar dat) { while((Busy_Check()&0x80)==0x80); //忙等待 RS=1; RW=0; EN=0; P1=dat;EN=1;DelayMS(1);EN=0; } //------------------------------------ //LCD初始化 //----------------------------------------- void Init_LCD() { Write_LCD_Command(0x38); DelayMS(1); Write_LCD_Command(0x01); //清屏 DelayMS(1); Write_LCD_Command(0x06); //字符进入模式：屏幕不动，字符后移 DelayMS(1); Write_LCD_Command(0x0C); //显示开、关光标 DelayMS(1); } //--向LCD写频率值 void Write_freq(uint k) { uchar qian,bai,shi,ge; qian=k/1000; bai=k/100%10; shi=k/10%10; ge=k%10; Write_LCD_Command(0x86+0x40); Write_LCD_Data(0x30+qian); Write_LCD_Data(0x30+bai); Write_LCD_Data(0x30+shi); Write_LCD_Data(0x30+ge); Write_LCD_Data(0x48); Write_LCD_Data(0x5a); } //--LCD上显示不同波形频率 void Xianshi_f() { if(WaveChoice==1) { freq=(10000000/(50000+2860*ys)); Write_freq(freq); } if(WaveChoice==2) { freq=(10000000/(50000+2300*ys)); Write_freq(freq); } if(WaveChoice==3) { freq=(10000000/(14000+2300*ys)); Write_freq(freq); } if(WaveChoice==4) { freq=(10000000/(15000+2300*ys)); Write_freq(freq); } } //--LCD上写波形类型 void Write_wave(uchar t ) { switch(t) { case 0: //-- 无输出 Write_LCD_Command(0x86); DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(No)-1;i++) { Write_LCD_Data(No[i]); DelayMS(5); } break; case 1: //--正弦波 ys=25; Write_LCD_Command(0x86); DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(Sin)-1;i++) { Write_LCD_Data(Sin[i]); DelayMS(5); } break; case 2: //---矩形波 ys=30; Write_LCD_Command(0x86); DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(Squ)-1;i++) { Write_LCD_Data(Squ[i]); DelayMS(5); } break; case 3: //---三角波 ys=30; Write_LCD_Command(0x86); DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(Tri)-1;i++) { Write_LCD_Data(Tri[i]); DelayMS(5); } break; case 4: //----锯齿波 ys=30; Write_LCD_Command(0x86);//液晶显示位置 DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(Saw)-1;i++) { Write_LCD_Data(Saw[i]); DelayMS(5); } break; } }
按键扫描
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51//----按键扫描 void keyscanf() { if(K2==0) { DelayMS(5); if(K2==0) { while(!K2); ys--; if(ys==0) ys=20; } } if(K3==0) { DelayMS(5); if(K3==0) { while(!K3); ys++; if(ys>22) ys=20; } } if(K4==0) { DelayMS(5); if(K4==0) { while(!K4); if(WaveChoice==2) sqar_num=sqar_num+2; if(sqar_num==238) sqar_num=128; } } if(K5==0) { DelayMS(5); if(K5==0) { while(!K5); if(WaveChoice==2) sqar_num=sqar_num-2; if(sqar_num==18) sqar_num=128; } } }
主函数
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31//----主程序--- void main() { Init_LCD(); IE=0X81; IT0=1; Write_LCD_Command(0x80);//--显示wave: DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(Wave)-1;i++) { Write_LCD_Data(Wave[i]); DelayMS(5); } Write_LCD_Command(0x80+0X40);//----显示freq: DelayMS(5); for (i=0;i<sizeof(Fre)-1;i++) { Write_LCD_Data(Fre[i]); DelayMS(5); } Write_wave(WaveChoice); while (1) { keyscanf(); Out_Wave(WaveChoice); if(!(K1&K2&K3)) Xianshi_f(); } }
本系统采用编程的方法，来输出四种不同的波形即正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。各种波形的产生方法如下。
正弦波发生子程序
正弦波的产生比较特殊，它不能由单片机直接产生，只能由如图17所示的阶梯波来向正弦波逼近。很显然，在一个周期内阶梯波的阶梯数目越多，单片机输出的波形也就越接近正弦波。
图17 正弦波信号的产生
先假定正弦波的振幅是2.56 V，则波谷对应的数字量为最小值00H，波峰对应的数字量为最大值FFH。将正弦波的第一个周期的波形按角度均分为若干等份，并计算出各点对应的电压值，电压值计算方法：Vx=2.5·(1+sinθ)，因为00H～FFH对应的数字量为0～255，所以根据算出的电压就可直接写出各点所对应的数字量。单片机将一个周期的数字量存入一定的存储区域中，然后依次循环取出这些数字量，并送D/A电路转换成阶梯波，即近似的正弦波输出。图18为正弦波产生的流程图。
图18 正弦波产生的流程图
矩形波发生子程序
如图19所示，矩形波的实现比较简单。首先定义一个无符号字符型变量i=0，使自变量i不断的自动加1，若i的值小于squa_num，将P0口赋值为0xFF；若i的值大于squa_num，则将P0口赋值为0x00。当i自加到256后又自动变为0，以此循环，即可得到矩形波。当squa_num=128时，此时输出的为方波。调节squa_num的大小，即可实现矩形波占空比的调节；调节延时时间的大小，即可实现矩形波频率的改变。
图19 矩形波产生流程图
三角波发生子程序
三角波中的斜线用一个个小台阶来逼近，当台阶间隔很小时，波形基本上近似一直线。首先定义一个无符号字符型变量i=0，使自变量i不断的自动加1，若i的值小于128，将P0口赋值为i；若i的值大于128，则将P0口赋值为256-i。当i自加到256后又自动变为0，以此循环，从而P0口实现了周期性的数字量变换，在经过数模转换后转变成模拟信号，经运算放大电路后就得到了周期性的三角波。三角波产生流程图如图20所示。
图20 三角波发生流程图
锯齿波发生子程序
锯齿波的实现过程与三角波类似，也是定义一个变量i=0，并使P0=i，自变量i不断的自动加1，直到加到255，然后i又可以自动归为0，再不断的重复上过程。在此过程中，P0口的值也随着i一样变化，经数模转换DAC0832后，周期性逐一变化的数字量就转换为锯齿波输出了。通过调节P0口每相邻两个值之间的延迟时间，就可以改变锯齿波的频率。图21为锯齿波发生流程图。
图21 锯齿波发生流程图
设计说明书
摘 要
信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。 本设计采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和LCD液晶显示电路。电路采用单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器,可产生正弦波、矩形波、锯齿波和三角波四种波形。系统通过单片机产生数字信号，通过DAC0832转换为模拟信号，再通过放大器LM324就可以得到双极性的各种波形，最终由示波器显示出来。通过键盘来控制四种波形的类型选择、频率变化，并通过液晶1602显示其各自的波形类型以及频率数值。
本设计硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高，具有一定的实用价值和参考价值。
关键词: AT89C51 单片机； 函数信号发生器；DAC0832；LCD液晶显示
设计清单
下载链接
最后
以上就是儒雅橘子最近收集整理的关于基于51单片机信号发生器仿真设计基于51单片机信号发生器仿真设计的全部内容，更多相关基于51单片机信号发生器仿真设计基于51单片机信号发生器仿真设计内容请搜索靠谱客的其他文章。
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