基于51单片机和DAC0832的信号源proteus电路图加程序.docx
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基于51单片机和DAC0832的信号源proteus电路图加程序
基于51单片机和DAC0832的信号源（proteus电路图加程序）
LT
此方案，电路复杂，干扰因素多，不易实现。
方案二：
直接利用波形产生芯片，例如，利用MAX038芯片组成的电路输出波形。
MAX038是精密高频波形产生电路，能够产生准确的锯齿波、三角波、方波和正弦波四种周期性波形。
但此方案成本高，程序复杂度高。
方案三：
通过单片机控制DAC，输出五种波形。
此方案输出的波形分辨率不够高，频率有限。
但此方案电路简单、成本低，波形和频率容易选择。
一．实验元件及原理介绍
1.80C51单片机
80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（CMP）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。
采用40引脚双列直插式DIP（DualInLinePackage），内有128个RAM单元及4K的ROM。
它把构成计算机的中央处理器CPU、存储器、寄存器、I/O接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。
图1.80C51单片机及键盘电路
图1所示是80C51单片机以及接口电路，由于Proteus对单片机的VCC和GND是默认自动连接的，所以这里就不需要再连接电源和地了。
本次试验使用80C51单片机内部晶振，所以也无需外接晶振。
按键S1和S2分别连接到80C51的INT0（P3.2）和INT1（P3.3），按键S1控制波形选择，每按一次变换一次波形，分别为正弦波、方波、锯齿波、梯形波和三角波。
按键S2控制频率，共七档，每按一次频率下降为上一次的1/3。
2.DAC0832数模转换器
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。
图2.DAC0832器件以及I/V变换电路
图2所示是DAC0832器件以及I/V变换电路。
DAC0832有两级缓冲，本次试验采用直通模式，即把ILE、CS、WR1、WR2、XFER都设置为有效，使两个寄存器都处于开放状态，无需控制信号，DAC0832的输出随时跟谁输入数字的变化而变化，这样只要输入的八位数字量变化，就直接进行DA转换。
图中的运算放大器是实现I/V变化功能，由于DAC0832输出的是电流信号，且Iout1和Iout2的电流之和为一常数，在DAC寄存器各位都是1时，Iout1输出最大，一般在单极性输出时把Iout2接地，双极性输出时接运放。
如果要调整放大系数，只需要在运放输出端与反馈端串联一可调电阻即可。
三.系统软件介绍
本信号源主程序主要有三部分构成：
主程序模块、外部中断一模块、外部中断2模块。
1.主程序介绍
主程序开始后首先进行初始化，然后根据波形标志a,b,c,d,e的值进入相应的while循环，这样写的好处是指令简洁，输出的波形频率可达近800Hz。
在while循环中，单片机根据地址标志位不停低查表，然后把查得的值赋给DAC0832的数据口，然后地址标志位加一，并判断地址标志位是否等于64，如果是就置0再往下执行，如果不是直接往下执行。
然后根据频率标志位进行相应的延时。
其中波形是取一个周期内的64个点进行描绘，波形ROM表是将信号一个周期等间距地分离成64个点，储存在单片机得RON内。
具体ROM表是通过MATLAB生成的，例如正弦表，MATLAB生成的程序如下：
x=0:
2*pi/64:
2*pi;y=round（sin（x）*127）+128
输出数字量到DAC0832
开始
延时
数组下标置零
数组下标是否为64
数组下标加一
根据数组下标查表
While循环
根据不同波形标志选择相应的while循环
初始化
图3主程序流程图
2.中断服务子程序
本程序有两个中断，中断1控制波形选择，中断2控制频率。
图4.中断程序框图
四.实验结果
用Proteus软件绘制好原理图，用Keil软件生产程序的Hex文件，导入到80C51单片机中，就可以仿真了。
实现结果用一下图形表示。
1.生成的正弦波
系统开机默认的是正弦波，通过按动S1按钮可以选择波形，按动S2可以调节频率。
图5798.6Hz频率正弦波
按S2按钮，频率降低三倍后的正弦波
图6.266.2Hz正弦波
2.生成方波
图7.798.6Hz方波
调节S2按钮，生成88.7Hz的方波
图7.88.7Hz方波
3.生成锯齿波
图8.798.6Hz锯齿波
4．生成梯形波
图9.798.6Hz梯形波
5.生成三角波
图10.798.6Hz梯形波
按动S按钮，生成266.2Hz三角波
图11.266.2Hz三角波
五．实验总结
第一次使用Proteus软件，感觉这个软件使用非常方便，上手很快，仿真的时候还可以看到引脚上的电平变化，对于故障排除与实验分析非常方便。
本次实验产生的波形能够满足一般的要求，但是频率还是比较低，最大仅有798.6Hz，而且分辨率还不够高，把时间调小后还可以看到阶梯线，这个把函数表做的大一点，可以提高分辨率，但是那样又会影响频率。
这种单片机信号源，提高信号频率的最好方法是提高单片机的主频。
六．附录
1.实验硬件总体电路图
图12.实验总电路图
2．实验程序
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitcsda=P2^2;//p2.2口作为0832的片选端
sbitwr=P2^1;//p2.1口作为0832的写信号控制端
sbits1=P3^2;//按键1的接口，选择波形
sbits2=P3^3;//按键2的接口，选择频率
uchark=0,p=0,delay=0;//k是数组下标p是频率标志delay是延时时间
ucharbxxz=0;pinlv=0;//bxxz波形标志，pinlv是频率对应的延时
uchara=1,b=0,c=0,d=0,e=0;//a，b，c，d，e分别对应正弦波，方波，锯齿波，梯形波，三角波
ucharcodesin[64]={
135,145,158,167,176,188,199,209,218,226,234,240,245,249,252,254,254,253,251,247,243,237,230,222,213,204,193,182,170,158,
146,133,121,108,96,84,72,61,50,41,32,24,17,11,7,3,1,0,0,2,5,9,14,20,28,36,45,55,66,78,90,102,114,128
};//正弦波函数表
ucharcodejuxing[64]={
255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,
255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
};//方波函数表
ucharcodejuchi[64]={
0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93,97,101,105,109,113,117,121,125,130,134,138,142,
146,150,154,158,162,166,170,174,178,182,186,190,194,198,202,206,210,215,219,223,227,231,235,239,243,247,251,255
};//锯齿波函数表
ucharcodetixing[64]={
0,13,26,39,52,65,78,91,104,117,130,143,156,169,182,195,208,221,234,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,247,
247,247,247,247,247,247,247,242,229,216,203,190,177,164,151,138,125,112,99,86,73,60,47,34,21,8
};//梯形波函数表
ucharcodesanjiao[64]={
0,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,160,168,176,184,192,200,208,216,224,232,240,248,
248,240,232,224,216,208,200,192,184,176,168,160,152,144,136,128,120,112,104,96,88,80,72,64,56,48,40,32,24,16,8,0
};//三角波波函数表
voiddelay1（）//延时时间函数，延时一毫秒
{
inta,b;
for（a=1;a>0;a--）
for（b=122;b>0;b--）;
}
voidint0（）interrupt0///中断1，选择波形
{
EX0=0;//关中断
delay1（）;
if（s1==0）
{
bxxz++;
if（bxxz==5）//波形标志为5后，重新置零
bxxz=0;
switch（bxxz）//每按动一次S2，改变波形
{
case0:
{a=1,b=0,c=0,d=0,e=0;}
break;
case1:
{a=0,b=1,c=0,d=0,e=0;}
break;
case2:
{a=0,b=0,c=1,d=0,e=0;}
break;
case3:
{a=0,b=0,c=0,d=1,e=0;}
break;
case4:
{a=0,b=0,c=0,d=0,e=1;}
break;
}
delay1（）;
while（!
s1）;
}
while（!
s1）;
EX0=1;
}
voidint1（）interrupt2//中断1，频率选择
{
EX1=0;
delay1（）;
if（s2==0）
{
p++;
if（p==8）//频率标志是8后，重新置零
p=0;
switch（p）//每按动一次，频率减为三分之一
{
case1:
pinlv=3;
break;
case2:
pinlv=6;
break;
case3:
pinlv=9;
break;
case4:
pinlv=12;
break;
case5:
pinlv=15;
break;
case6:
pinlv=18;
break;
case7:
pinlv=21;
break;
default:
pinlv=0;
break;
}
delay1（）;
while（!
s2）;//按键没松开，不再重新执行中断，防止抖动
}
while（!
s2）;
EX1=1;//开中断
}
voidmain（）
{
csda=0;
wr=0;//片选和WR端置零，0832直通模式
EA=1;//开中断
IT0=1;
EX0=1;
IT1=1;
EX1=1;//中断0和1开中断
while
（1）
{
while（a）//根据五种波形的标志位执行相应的循环
{
delay=pinlv;
P0=sin[k];//把数组中的数值付给p0口
k++;
if（k==64）//查表下标为64后重新置零
k=0;
while（delay）
delay--;//根据频率不同延时相应的时间
}
while（b）
{
delay=pinlv;
P0=juxing[k];
k++;
if（k==64）
k=0;
while（delay）
delay--;
}
while（c）
{
delay=pinlv;
P0=juchi[k];
k--;
if（k==0）
k=64;
while（delay）
delay--;
}
while（d）
{
delay=pinlv;
P0=（247-tixing[k]）;
k++;
if（k==64）
k=0;
while（delay）
delay--;
}
while（e）
{
delay=pinlv;
P0=sanjiao[k];
k++;
if（k==64）
k=0;
while（delay）
delay--;
}
}
}
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