基于单片机的低频信号发生器概述Word文件下载.docx
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工程技术学院
学生姓名
楠哥
专业
电气工程及其自动化
学号
04314XXXX
指导教师
XX
职称
高级工程师
2017年05月24日
摘要
众所周知,数字技术和计算机技术己渗透到了工业、农业、商业、教育、医疗、军事、娱乐等每一个领域及生活中的每一个角落,其应用之深之广令人咋舌!
尽管PC机的应用己相当普遍,但是,在工业领域、在日益追求小而精、轻而薄的自动化控制器、自动化仪表、家电产品等方面,PC机仍有所不适宜。
在这种情况下,单片机以它优越的控制功能、轻巧的体积,高可靠性和高性价比在智能化仪表系统、工控领域等日益显示出强大的生命力,使传统的电子技术产生了一场巨变,成为计算机发展史上一个新的里程碑。
智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。
智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。
该函数发生器采用AT89C51单片机作为控制核心,外围采用模拟/数字转换电路(DAC0832)、运放电路(LM324)、按键和LED显示灯电路等。
电路采用AT89C51单片机和一片DAC0832数模转换器组成数字式低频信号发生器。
函数信号发生器,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。
由于采用了LM324运算放大器,使其电路更加具有较高的稳定性能,性能比高。
此电路清晰,出现故障容易查找错误,操作简单、方便。
通过按键控制可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等,同时用LED显示灯指示对应的波形。
所产生的波形在一定频率范围可调,波形准确并且平滑。
本系统设计简单、性能优良,具有一定的实用性。
本设计主要应用AT89C51作为控制核心。
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。
关键词:
AT89C51;
DAC0832;
低频信号;
运算放大器
Abstract
Asweallknow,digitaltechnologyandcomputertechnologyhaspenetratedintotheindustry,agriculture,commerce,education,medical,military,entertainment,andeveryareaoflifeineverycorneroftheapplicationofwidedeepstaggering!
DespitetheapplicationofPC-hasbeenquitecommon,butintheindustrialfield,inpursuitofasmallbutgrowing,thinandlightautomaticcontroller,automationinstruments,householdelectricalappliancesandsoon,PCstillnotsuitableformachine.Inthiscase,thesingle-chipcontrolofitssuperiorfunctionality,thesizeofcompact,highreliabilityandcost-effectiveinstrumentintheintelligentsystem,thegrowingindustrialareasshowgreatvitalitytothetraditionalelectronictechnologyresultedinachangetobecomethecomputerhistoryofthedevelopmentofanewmilestone.Theemergenceofintelligentmachines,whichgreatlyexpandedthescopeofapplicationoftraditionalinstruments.Intelligentinstrument,withitssmallsize,powerful,low-poweradvantagesofhomeappliancesquickly,researchinstitutesandindustrialenterpriseshasbeenwidelyused.ThefunctiongeneratorusedasacontrolcoresinglechipAT89C51,externalanalog/digitalconvertercircuit(DAC0832),operationalamplifiercircuit(LM324),buttonandLEDindicatorlightsandothercircuits.AT89C51circuitandasingle-chipdigitalDAC0832DigitaltoAnalogcomponentoflow-frequencysignalgenerator.Functionsignalgenerator,ithasalowprice,high-performanceandlow-frequencyrangeofgoodstability,convenientoperation,smallsize,lowpowerconsumptionandsoon.AsaresultoftheLM324operationalamplifiertothecircuitmorestablehighperformance,highperformance.Thiscircuitclear,easytofindfailureerror,simpleandconvenient.Keyscanbegeneratedthroughcontrolofsquarewave,sawtoothwave,trianglewave,sinewaveandsoon,atthesametimewithLEDlightsshowthecorrespondingwaveforminstructions.Waveformgeneratedfrequencyrangeof92.592593Hz~217.3913Hz,accurateandsmoothwaveform.Thesystemisdesignedtobesimple,excellentperformance,withacertaindegreeofpracticality.
ThemainapplicationofthisdesignasacontrolcoreAT89C51.Asimplehardwarecircuit,softwarefunctions,thecontrolsystemreliableandcost-effectivefeaturessuchashigh,withacertaindegreeofuseandreferencevalue.
Keywords:
AT89C51;
DAC0832;
lowfrequencysignal;
operationalamplifier
目录
1.绪论1
1.1信号发生器现状1
1.2单片机在低频信号发生器中的应用1
1.2.1具有优异的性能价格比1
1.2.2控制功能强1
1.2.3集成度高、体积小、可靠性高1
1.2.4低电压、低功耗2
2.系统设计2
2.1设计目的2
2.2设计要求2
2.3系统方案的比较2
2.3.1选题论证2
2.3.2方案选择2
2.4系统设计要求3
2.5显示模块的设计3
2.6开关控制电路3
3.软件仿真4
3.1Proteus仿真图4
3.2不同波形的仿真5
4.硬件电路的设计7
4.1系统框图7
4.2.1AT89C51的引脚图实物图7
4.2.2主要特性8
4.2.3管脚说明8
4.3资源分配9
4.4各部分电路原理9
4.4.1DAC0832芯片原理9
结论12
致谢13
参考文献14
1.绪论
1.1信号发生器现状
信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一,不用依靠单片机。
但是这种电路存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点。
在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。
而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意,而且由于低频信号源所需的RC很大;
大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度亦难以保证;
体积大,漏电,损耗显著更是其致命的弱点。
一旦工作需求功能有增加,则电路复杂程度会大大增加。
1.2单片机在低频信号发生器中的应用
当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会,电子技术的进步,给人们带来了根本性的转变。
现代电子领域中,单片机的应用正在不断的走向深入,这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。
单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比,在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用,并走入家庭,从洗衣机、微波炉到音响汽车,处处可见其应用。
因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。
一块单片机芯片就是一台计算机。
由于单片机的这种特殊的结构形式,在某些应用领域中,它承担了大中型计算机和通用微型计算机无法完成的一些工作。
使其具有很多显著的优点和特点,因此在各个领域中都得到了迅猛的发展。
单片机的特点归纳起来有以下几个方面。
1.2.1具有优异的性能价格比
单片机尽可能地把应用所需的存储器,各种功能的I/O接口集成在一块芯片内,因而其性能很高,而价格却相对较低廉,即性能价格比很高。
1.2.2控制功能强
单片机体积虽小,但“五脏俱全”,它非常适用于专门的控制用途。
为了满足工业控制要求,一般单片机的指令系统中有极丰富的转移指令,I/O口的逻辑操作指令以及位操作指令。
其逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
1.2.3集成度高、体积小、可靠性高
单片机把各种功能部件集成在一块芯片上,因而集成度高,均为大规模或超大规模集成电路。
又内部采用总线结构,减少了芯片之间的连线,这大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
同时,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合于在恶劣环境下工作。
1.2.4低电压、低功耗
单片机大量用于携带式产品和家用消费类产品,低电压和低功耗尤为重要。
目前,许多单片机已可在2.2V电压下运行,有的已能在1.2V或0.9V下工作,功耗降至μA级,一粒钮扣电池就可长期使用。
利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号,其下限频率很低。
具有线路相
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