波形发生器文档格式.docx

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六、心得体会………………………………………………………………..18

七、参考文献………………………………………………………………..18

一、设计目的

1、掌握8位D/A转换器DAC0832与单片机的接口技术及编程方法。

2、掌握利用DAC0832及其适当的外围电路实现波形转换以及利用示波器进行显示的方法。

3、进一步掌握DAC0832的功能特点、工作原理和正确的使用方法。

4、进一步了解外围器接口的基本原理的使用技术。

二、设计要求

用单片机与DAC0832构成的波形发生器，可产生方波、三角波、锯齿波、正弦波等多种波形。

三、背景知识

8位D/A转换器DAC0832简介：

DAC0832当今世界在以电子信是8位分辨率的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。

这类D/A转换器由8位输入锁存器，8位DAC寄存器，8位DA转换电路及转换控制电路构成。

1、DAC0832的引脚及功能：

DAC0832芯片是一种具有两个输入数据寄存器的8位DAC，它能直接与MCS51单片机接口，其主要特性参数如下：

·

分辨率为8位；

电流稳定时间1us;

可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；

只需在满量程和下调整其线性度；

单一电源供电（＋5V～＋15V）；

低功耗，200mW。

为便于DAC0832的使用，特将其应用特性总结如下：

DAC0832是微处理器兼容型D/A转换器，可以充分利用微处理器的控制能力实现对D/A转换的控制。

这种芯片有许多控制引脚，可以和微处理器控制线相连，接受微处理器的控制，如ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER端。

有两级锁存控制功能，能够实现多通道D/A的同步转换输出。

DAC0832内部无参考电压源；

须外接参考电压源。

DAC0832为电流输入型D/A转换器，要获得模拟电压输出时，需要外加转换电路。

DAC0832的引脚图及逻辑结构如下图：

　图1DAC0832结构框图及引脚排列

DAC0832各引脚的功能如下：

DI0～DI7：

数据输入线。

ILE：

数据允许锁存信号，高电平有效；

/CS：

输入寄存器选择信号，低电平有效。

/WR1为输入寄存器的写选通信号。

输入寄存器的锁存信号/LE1由ILE、/CS、/WR1的逻辑组合产生。

当ILE为高电平、/CS为低电平、/WR1输入负脉冲时，在/LE1产生正脉冲；

/LE1为高电平，输入锁存器的状态随数据输入线的状态变化，/LE1的负跳变将数据线上的信息锁入输入寄存器。

/XFER:

数据传送信号，低电平有效。

/WR2为DAC寄存器的写选通信号。

DAC寄存器的锁存信号/LE2,由/XEFR、/WR2的逻辑组合产生。

当/XFER为低电平，/WR2输入负脉冲，则在/LE2产生正脉冲；

/LE2为高电平是时，DAC寄存器的输出和输入寄存器的状态一致，/LE2负跳变，输入寄存器的内容打入DAC寄存器。

VREF：

基准电源输入引脚。

Rfb：

反馈信号输入引脚，反馈电阻在芯片内部。

IOUT1、IOUT2：

电流输出引脚。

电流IOUT1、IOUT2的和为常数，IOUT1、IOUT2随DAC寄存器的内容线性变化。

VCC：

电源输入引脚。

AGND：

模拟信号地

DGND：

数字地。

2、DAC0832三种数据输入方式：

（1）双缓冲方式：

即数据经过双重缓冲后再送入D／A转换电路，执行两次写操作才能完成一次D／A转换。

这种方式可在D／A转换的同时，进行下一个数据的输入，可提高转换速率。

更为重要的是，这种方式特别适用于要求同时输出

多个模拟量的场合。

此时，要用多片DAC0832组成模拟输出系统，每片对应一个模拟量。

（2）单缓冲方式：

不需要多个模拟量同时输出时，可采用此种方式。

此时两个寄存器之一处于直通状态，输入数据只经过一级缓冲送入D／A转换电路。

这种方式只需执行一次写操作，即可完成D／A转换。

　　（3）直通方式：

此时两个寄存器均处于直通状态，因此要将

、

和

端都接数字地，ILE接高电平，使LE1、LE2均为高电平，致使两个锁存寄存器同时处于放行直通状态，数据直接送入D／A转换电路进行D／A转换。

这种方式可用于一些不采用微机的控制系统中或其他不须0832缓冲数据的情况。

四、硬件原理

波形的产生是通过8751执行某一波形发生程序，向D/A转换器的输入端按一定的规律发生数据，从而在D/A转换电路的输出端得到相应的电压波形。

8751组成单片机的最小系统有三种联接方式。

一种是两级缓冲器型，即输

入数据经过两级缓冲器型，即输入数据经过两级缓冲器后，送D/A转换电路。

第二种是单级缓冲器型，输入数据经输入寄存器直接送入DAC寄存器，然后送D/A转换电路。

第三种是两个缓冲器直通，输入数据直接送D/A转换电路进行转换。

本电路直通联接方式，即WR1、WR2、CS和XFER接地，ILE和VCC接+5V电源，8751的数据输出线直接与DAC0832的数字输入端相连。

D/A转换电路可采用单极性输

出，也可采用双极性输出。

本线路采用双极性输出，即经过两个运算放大器F032后输出电压UOUT。

输入数字量与输出电压的关系如表所示。

表一：

输入数字量与输出电压的关系

输入码

模拟输出电压UOUT

MSB

LSB

+｜Vref｜

1

｜Vref｜-1LSB

｜Vref｜/2

0

-1LSB

-｜Vref｜/2-1LSB

-｜Vref｜

从表中可看出，当输入数字量D=00H时，输出电压UOUT=-VREF；

当D=80H时，UOUT=0；

当D=FFH时，

。

可见波形的最大幅值由D/A的参考电压VREF决定。

8751的P1口接一转换开关K，通过软件编程来选择各种波形，其中电阻R1~R8的作用是保证转换开关的各浮空节点为“0”。

P3口用来驱动一组发光二极管，每种波形对应一个发光二极管作为波形的指示器。

五、软件实现

系统软件由主程序和产生波形的子程序组成，软件设计主要是产生各种波形的子程序的编程，通过编程可得到各种波形。

周期的改变可采用插入延时子程序的方法来实现。

主程序和几种常用波形子程序的流程图如图所示。

图3锯齿波发生子程序流程图图4三角波发生子程序流程图

图5方波发生子程序流程图图6正弦波发生子程序流程图

1、主程序：

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0100H

MAIN:

JNBP1.0,P10

JNBP1.1,P11

JNBP1.2,P12

JNBP1.3,P13

P10:

MOVR7,#00H

LCALLSQU

P11:

MOVR7,#01H

LCALLSAW

P12:

MOVR7,#02H

LCALLTRI

P13:

MOVR7,#03H

LCALLSIN

SQU:

JNBP1.1,N1

JNBP1.2,N2

JNBP1.3,N3

LJMPSSQU

N1:

LJMPTC0

N2:

N3:

SSQU:

CJNER7,#00H,TC0

MOVR0,#00H

MOVDPTR,#7FFFH

K00:

MOVA,#0FFH

MOVX@DPTR,A

MOVP0,#0FFH

MOVP2,#0FFH

MOVA,P2

CPLA

MOVR3,A

L00:

DECR3

CJNER3,#255,L00

INCR0

CJNER0,#254,K00

K01:

MOVA,#00H

MOVX@DPTR,A

MOVP0,#00H

L01:

CJNER3,#255,L01

CJNER0,#254,K01

LJMPSQU

TC0:

RET

SAW:

JNBP1.0,N4

JNBP1.2,N5

JNBP1.3,N6

LJMPSSAW

N4:

LJMPTC1

N5:

N6:

SSAW:

CJNER7,#01H,TC1

MOVR0,#0FFH

K10:

MOVA,R0

MOVP0,R0

L10:

CJNER3,#255,L10

CJNER0,#255,K10

LJMPSAW

TC1:

TRI:

JNBP1.0,N7

JNBP1.1,N8

JNBP1.3,N9

LJMPTTRI

N7:

LJMPTC2

N8:

N9:

TTRI:

CJNER7,#02H,TC2

K20:

L20:

CJNER3,#255,L20

CJNER0,#254,K20

K21:

L21:

CJNER3,#255,L21

DECR0

CJNER0,#0,K21

LJMPTRI

TC2:

SIN:

JNBP1.0,N10

JNBP1.1,N11

JNBP1.2,N12

LJMPSSIN

N10:

LJMPTC3

N11:

N12:

SSIN:

CJNER7,#03H,TC3

K30:

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

L30:

CJNER3,#255,L30

CJNER0,#255,K30

LJMPSIN

TC3:

TAB:

DB80H,82H,84H,86H,88H,8AH,8CH,8EH,90H,92H,94H,96H,98H,9AH,9CH,9EHDB0A0H,0A2H,0A4H,0A6H,0A8H,0AAH,0ABH,0ADH,0AFH,0B1H,0B2H,0B4H,0B6H,0B7H,0B9H,0BAH

DB0BCH,0BDH,0BFH,0C0H,0C1H,0C3H,0C4H,0C5H,0C6H,0C8H,0C9H,0CAH,0CBH,0CCH,0CDH,0CEH

DB0CEH,0CFH,0D0H,0D1H,0D1H,0D2H,0D2H,0D3H,0D3H,0D4H,0D4H,0D4H,0D4H,0D5H,0D5H,0D5H

DB0D5H,0D5H,0D5H,0D5H,0D4H,0D4H,0D4H,0D4H,0D3H,0D3H,0D2H,0D2H,0D1H,0D1H,0D0H,0CFH

DB0CEH,0CEH,0CDH,0CCH,0CBH,0CAH,0C9H,0C8H,0C6H,0C5H,0C4H,0C3H,0C1H,0C0H,0BFH,0BDH

DB0BCH,0BAH,0B9H,0B7H,0B6H,0B4H,0B2H,0B1H,0AFH,0ADH,0ABH,0AAH,0A8H,0A6H,0A4H,0A2H

DB0A0H,9EH,9CH,9AH,98H,96H,94H,92H,90H,8EH,8CH,8AH,88H,86H,84H,82H

DB80H,7DH,7BH,79H,77H,75H,73H,71H,6FH,6DH,6BH,69H,67H,65H,63H,61H

DB5FH,5DH,5BH,59H,57H,55H,54H,52H,50H,4EH,4DH,4BH,49H,48H,46H,45H

DB43H,42H,40H,3FH,3EH,3CH,3BH,3AH,39H,37H,36H,35H,34H,33H,32H,31H

DB31H,30H,2FH,2EH,2EH,2DH,2DH,2CH,2CH,2BH,2BH,2BH,2BH,2AH,2AH,2AH

DB2AH,2AH,2AH,2AH,2BH,2BH,2BH,2BH,2CH,2CH,2DH,2DH,2EH,2EH,2FH,30H

DB31H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,39H,3AH,3BH,3CH,3EH,3FH,40H,42H

DB43H,45H,46H,48H,49H,4BH,4DH,4EH,50H,52H,54H,55H,57H,59H,5BH,5DH

DB5FH,61H,63H,65H,67H,69H,6BH,6DH,6FH,71H,73H,75H,77H,79H,7BH,7DH

END

2、实验电路图

图7

3、仿真波形

方波

图8

锯齿波

图9

三角波

图10

正弦波

图11

六、心得体会

在本次单片机课程设计中，无论是在程序设计方面还是实践动手能力都得到了一个非常大的锻炼，并对硬件知识的了解以及安装调试能力也得到了一个很大的提升。

通过这次课程设计，也非常的清楚的认识了这门课程的重要性，也意识到了自己在程序设计方面的薄弱性。

希望在以后的学习和工作中能进一部的加强自己专业素质和实践动手能力。

七、参考文献 

1、周荷琴、吴秀清主编.微型计算机原理与接口技术第4版.合肥：

中国科学技术大学出版社，2008

2、李伯成、侯伯亭微型计算机原理及应用西安：

电子科大出版社，1998

3、谢维成、杨加国主编.单片机原理与应用及C51程序设计.北京：

清华大学出版社,2009

4、廖智主编.80X86汇编语言程序设计.北京：

机械工业出版社，2004

5、郑学坚、周斌微型计算机原理及应用北京：

清华大学出版社

6、秦莲主编.汇编语言程序设计实训教程.北京：

清华大学出版社；

北京：

北京交通大学出版社，2005