应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计.docx
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应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计
51单片机设计多功能低频函数信号发生器
应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计。
本设计能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波。
这里着重介绍正弦波和锯齿波的生成原理。
ADC0832的介绍
：
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA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广泛的应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
D0~D7：
八位数据输入端
ILE：
数据允许锁存信号
/CS：
输入寄存器选择信号
/WR1：
输入寄存器选择信号
/XFER：
数据传送信号
/WR2：
DAC寄存器的写通选择信号
Vref：
基准电源输入端
Rfb：
反馈信号输入端
Iout1:
电流输出1
Iout2:
电流输出2
Vcc:
电源输入端
AGND:
模拟地
DGND:
数字地
DAC0832结构：
D0～D7：
8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns（否则锁存器的数据会出错）；
ILE：
数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；
CS：
片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；
WR1：
数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。
由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；
XFER：
数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；
WR2：
DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。
由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。
IOUT1：
电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化；
IOUT2：
电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；
Rfb：
反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；
Vcc：
电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；
VREF：
基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；
AGND：
模拟信号地
DGND：
数字信号地
DAC0832的工作方式：
根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：
直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。
本设计选用直通方式。
DAC0832工作时序：
DAC0832内部结构图：
当ILE为1时，只有当/CS、/WR1都为0时输入寄存器才允许输入；当/WR2、/XFER也都为0时，输入寄存器里的信息才能写入DAC寄存器。
根据实际电路图我们就可以得到DAC0832工作的时序的程序。
如下：
P37=0;//P37=CS
_nop_（）;//P36=WR
P36=0;
P0=value;（数据端口信号数值0~255）
P36=1;
_nop_（）;
P37=1;
硬件电路：
P0口是数据端口，接上拉电阻（其他端口则不用）。
电源质量要好，质量越好的电源，芯片工作就越稳定。
从LM358运放输出的电压最大峰峰值就是12V所以在二级运放的放大倍数要注意跟基准电压想匹配，否则输出信号会很容易失真。
正弦波的生成：
DAC0832产生信号的原理可以说是ADC0809AD转换的逆过程，但DAC0832生成的信号是离散的。
假设要生成一个Y=Asin（2*pi*f*t）的正弦波。
adc0832数据端口给的数据的范围是0~255一共256个。
前0~127表示是X轴上方的电压值（也可能是下方）。
那么128~255是X轴下方的电压值。
那么我们可以得到数据端口的数值的具体量，即value=127sin（2*pi*f*t）+127；假设我在X轴上抽样100个点（0~99），那么value=127sin（pi/50*t）+127;t：
0~99.（这个100位的数组可以用MATALB生成）。
也可以抽样更多的点，抽样的点越多，得到的信号越保真，但信号的频率会有所下降。
抽样的点越少，失真越大，但频率能成大幅度递增。
怎么选择，具体情况具体分析。
其他的波形也跟正弦波一样。
程序如下：
#include
sbitdac_WR=P3^6;//dac0832的wr端
sbitdac_cs=P3^7;
sbitKEY1=P2^0;
sbitKEY2=P2^1;
bitkeyflag;
unsignedchari;
unsignedcharcodetab[100]={127,135,143,151,159,166,174,181,188,195,202,
208,214,220,225,230,234,238,242,245,248,250,
251,252,253,254,253,252,251,250,248,245,242,
238,234,230,225,220,214,208,202,195,188,181,
174,166,159,151,143,135,127,119,111,103,95,
88,80,73,66,59,52,46,40,34,29,24,
20,16,12,9,6,4,3,2,1,0,1,
2,3,4,6,9,12,16,20,24,29,34,
40,46,52,59,66,73,80,88,95,103,111,119};
voidgetkey（void）
{
if（KEY1==0）
{//按键按下后为电电平
RCAP2L+=10;//调节频率
if（CY==1）
{
RCAP2H+=1;
}
}
if（KEY2==0）
{
RCAP2L-=10;
if（CY==1）
{
RCAP2H-=1;
}
}
}
voidTimer2_Init（）
{
T2CON=0x00;
TH2=（65536-300）/256;
TL2=（65536-300）%256;
RCAP2H=0XFE;
RCAP2L=0XDA;//稳定在50Hz左右
EA=1;
ET2=1;
TR2=1;
}
voidT0_service（）interrupt1
{
TH0=0XEC;
TL0=0X77;
keyflag=1;
}
voidTimer2_service（）interrupt5
{
TF2=0;//清除中断标志位
dac_cs=0;
dac_WR=0;
P1=tab[i];
dac_WR=1;
i++;
dac_cs=1;
if（i==100）i=0;
}
voidmain（）
{
Timer2_Init（）;
TMOD=0x01;
TH0=0XEC;
TL0=0X77;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
while
（1）
{
if（keyflag）
{
keyflag=0;
getkey（）;
}
}
}
本程序需注意：
按键是低电平有效。
定时器2中断发送数据给DAC0832，0832在得到一个数据后生成相应的电压值。
所以他的中断时间决定信号的频率，调节它的中断时间就能调节信号的频率。
其他波形的生成，其他的波形也跟正弦波一样，但锯齿波和三角波可以不用查表法，应用加减计算得到就可以得到。
下面介绍的是锯齿波：
#include
#include
sbitDACWR=P3^6;
sbitDACCS=P3^7;
unsignedinti;
voidDAC_0832（void）
{
DACCS=0;
DACWR=0;
P0=i;
i+=1;//加以操作得到上升的锯齿波
DACWR=1;
_nop_（）;
DACCS=0;
if（i==0xff）i=0x7f;//为什么初值是0x7f,其他的行不行。
大家自己动手试试。
}
voidmain（void）
{
i=0x7f;
while
（1）
{
DAC_0832（）;
}
}
DAC0832有着致命的一个缺点就是输出的波形里的含有的频率比较杂乱，常常出现过激的现象。
如果你需要精确的信号的话，那么你必须在信号输出端就如滤波器。
得到干净的低频函数信号。
如果要作为信号源的话最好是能就上一级攻放。
效果会好很多。
虽然DAC0832不是非常专业的函数信号发生芯片，但是它的输出波形的范围比较广，常常能输出一些，你意想不到得很有意思的信号曲线。
下面发几张示波器观察到得曲线：
实验室里手机照的，不是太清晰但还能看。
编者注：
最近比较忙很少去查看邮箱，前几天看一下邮箱结果里面有100份邮件是要函数信号发生器的。
为了方便大家于是我今天又重新整理了一下，并有实际搭了一遍电路验证特一下。
效果还行。
但在protues上仿真不了，得到的是一个不能预料的曲线。
没查明原因，如果大家有兴趣，可以研究研究。
共同探讨一番。
anmko@
#include
#include
#include
#defineDA0832XBYTE[0Xa000]
#defineucharunsignedchar
#defineS1XBYTE[0X0000]
#defineS2XBYTE[0X2000]
#defineS3XBYTE[0X4000]
ucharcodetab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
ucharcodetosin[256]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5
0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5
0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd
0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda
0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99
0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51
0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16
0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15
0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e
0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80};
ucharfun=0,b=0,c=0,d=0,tl,th;
voidkey1（void）;
voidkey2（void）;
voidkey3（void）;
voidkey4（void）;
voidjudge（void）;
voidmain（void）
{
TMOD=0X01;
TR0=1;
th=0xff;
tl=0xd0;
TH0=th;
TL0=tl;
ET0=1;
EA=1;
while
（1）
{
judge（）;
}
}
voidjudge（void）
{
ucharline,row,de1,de2,keym;
P1=0x0f;
keym=P1;
if（keym==0x0f）return;
for（de1=0;de1<200;de1++）
for（de2=0;de2<125;de2++）{;}
P1=0x0f;
keym=P1;
if（keym==0x0f）return;
P1=0x0f;
line=P1;
P1=0xf0;
row=P1;
line=line+row;/*存放特征键值*/
if（line==0xde）key1（）;
if（line==0x7e）key2（）;
if（line==0xbd）key3（）;
if（line==0x7d）key4（）;
}
voidkey1（void）//１键选择发波类型,1为正弦波,2为三角波,3为方波
{
fun++;
if（fun==4）fun=0x00;
}
voidkey2（void）//２键加大频率
{
tl++;
if（tl==0x1f）th++;
}
voidkey3（void）//３键减小频率
{
tl--;
if（tl==0x00）th--;
}
voidkey4（void）//４键显示频率
{
doublet;
intf;
TR0=0;//ＥＴ０的区别
t=（65535-th*256-tl）*0.4;
f=（int）（1000/t）;
S3=tab[f%10];
f=f/10;
S2=tab[f%10];
f=f/10;
if（f==0）S1=0;
elseS1=tab[f];
TR0=1;
}
voidtime0_int（void）interrupt1//中断服务程序
{
TR0=0;
if（fun==1）
{
DA0832=tosin[b];//正弦波
b++;
}
elseif（fun==2）//三角波
{
if（c<128）DA0832=c;
elseDA0832=255-c;
c++;
}
elseif（fun==3）//方波
{
d++;
if（d<=128）DA0832=0x00;
elseDA0832=0xff;
}
TH0=th;
TL0=tl;
TR0=1;
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