低频信号发生器2.docx
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低频信号发生器2
安徽电子信息职业技术学院
《单片机应用技术》
课程设计报告书
题目：
低频信号发生器
姓名：
专业：
电子信息工程技术
班级：
电信095
学号：
0903015
设计成绩：
指导教师：
黄凤娟
设计完成日期2010年12月20日
摘要
以单片机为核心设计了一个低频函数信号发生器。
信号发生器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、方波、三角波及其他任意波形。
波形的频率和幅度在一定范围内可任意改变。
介绍了波形的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。
介绍了单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程、DAC0832D/A转换器的原理和使用方法、AT89C52以及与设计电路有关的各种芯片、关于产生不同低频信号的信号源的方案。
该信号发生器具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。
关键词:
关键词一：
单片机AT89C51关键词二：
低频信号发生器关键词三：
任意波
目录
一、绪言……………………………………………………………………………1
（一）设计任务………………………………………………………………3
（二）低频信号发生器控制方案……………………………………………3
二、系统设计………………………………………………………………………4
（一）硬件电路设计…………………………………………………………4
（二）程序流程图……………………………………………………………4
（三）汇编语言程序设计……………………………………………………4
三、低频信号发生器仿真………………………………………………………5
（一）系统仿真………………………………………………………………5
（二）工作原理分析…………………………………………………………5
结束语……………………………………………………………………………6
参考文献………………………………………………………………………………8
一、绪言
（一）设计任务
1、函数信号发生器
函数信号发生器是一种常用的信号源，它广泛地应用在电子技术实验。
目前常用的函数信号发生器，一般可靠性较差，准确度较低，难以满足科研和高精度实验的需要。
现用单片机和支持软件及其外设电路构成的智能函数信号发生器，采用编程的方法来实现波形，将产生波形的程序用子程序的形式编写，在需要波形时再调用相应子程序，经过D／A转换、运算放大器处理后，作为该信号源输出，其线路简捷、功能强大、性价比较高。
2、本次设计要实现的目标
（1）学会用汇编语言编写程序
（2）能用单片机AT89C51实现方波的显示
（二）低频信号发生器方案选择
1、低频信号发生器的控制方案论证
低频信号发生器可以显示不同的波形，如：
正弦波，方波，三角波等。
本设计只显示方波。
2、单片机的控制方案论证
根据设计任务书中的设计要求，可选用Atmel公司的89系列单片机AT89C2051，但考虑到将来控制功能的扩充，用AT89C51来完成本次设计。
控制方案如下：
按键是系统的输入设备,是控制单片机的唯一途径。
设计中共使用了16个按键,3×5键盘和一个复位键。
3×5键盘中包含了0~9的数字键和多个波形选择键。
由于功能键较多,所以在输入控制命令时非常方便。
在设计要求中还选择将键盘的输入内容显示出·13·号输出时不需时刻改变,可由单片机的串行通信口输出显示数据。
在设计中,显示采用的是5位7段显示器显示,显示的数据由单片机的并行口P0输出,采用动态显示的方法,以P2口中的低5位（P2.0~P2.4）作为位选。
显示器使用的是共阴极LED数码管,并采用74LS07同相驱动器。
按键消除抖动的处理采用软件方法。
原理是:
扫描键盘后,延时10ms,再次扫描键盘,确认有键按下,跳到读键值的子程序,等待按键的动作完成,然后才继续执行其他操作。
二、系统设计
（一）硬件电路设计
1、实验原理图
2、主要元器件选择
主要元器件选用型号和数量如表2-1所示：
……
表2-1主要元器件清单
序号
材料名称
规格型号
数量
元件代号
1
单片机
AT89C51
1
U1
2
晶振
6MHz
1
X1
（二）程序流程图
……
1、内存单元分配
AT89C51片内RAM存储单元分配如表2-2所示：
表2-2片内RAM存储单元分配表
序号
存储单元
用途
1
50H～7FH
堆栈区
2
R4、R5、R6
0.5s延时子程序
3
R1
延时计数初值
4
R2
中断服务程序的延时计数初值
……
2、主程序流程图
按交通灯控制方案要求，主程序应是完成正常情况下使A、B两车道轮流放行。
主程序流程图如下：
3、中断服务程序流程图
（1）紧急状态时，采用中断方式，通过按钮，使单片机执行中断服务程序，让干线红灯、支线红灯同时亮。
中断服务程序流程图如下：
……
（2）调整放行时间时，也采用中断方式，通过按钮，使单片机执行中断服务程序，让放行时间延长或缩短。
中断服务程序流程图如下：
……
（三）汇编语言程序设计
1、主程序
……
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0030H
MAIN：
MOVSP,#50H
……
2、1S延时子程序
……
3、显示子程序
……
三、交通信号灯控制器仿真
（一）系统仿真
在完成了交通灯控制器硬件设计和软件设计以后，便进入系统的调试阶段。
系统的调试步骤和方法基本上是相同的，但具体细节和所采用的开发系统以及用户系统选用的单片机型号有关，如可选用Keil软件进行软件调试，用Proteus软件完成硬件调试。
……
1、Keil调试
……
图3-1程序调试完成图
…………程序调试情况说明（包括曾出现的问题，及处理措施。
要求全景抓图）
…………
2、Proteus调试
图3-2交通信号灯联调效果图
…………软、硬调试情况说明（联调）（包括曾出现的问题，及处理措施。
要求全景抓图）
…………
（二）工作原理分析
交通灯控制器的功能主要包括两大部分，一是自动控制……
交通灯控制器工作原理分析如下。
…………
结束语
完成情况：
经过两个月的努力，完成了交通灯控制方案的设计，用AT89C51单片机实现交通灯控制方案，本方案也可用AT89C51单片机来实现，这样可减小电路板的体积、降低生产成本。
本设计只包括交通信号灯控制器部分，在路口实际使用的点阵式LED显示器及其驱动部分均未涉及。
所得收获：
通过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识和专业技能去分析问题、解决问题全面系统的锻炼。
使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及用汇编语言设计程序的思路技巧等方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。
参考文献
[1].高大钊主编，土力学与基础工程[M]，北京：
中国建筑工业出版社，1998.9：
49-55.
[2]
……
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