單片機(jī)信號(hào)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　通信工程學(xué)院</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)說明書(論文)</p><p>　　題 目 信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) </p><p>　　課 程 名 稱 單片機(jī)原理及應(yīng)用 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程

2、 </p><p>　　班 級(jí) XXXXXXXXX </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 X X </p><p>　　學(xué) 號(hào) XXXXXXXX </p><p>　　設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) <

3、;/p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b&

4、gt;　　三、課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)軟件仿真結(jié)果截圖</p><p><b>　　六、課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p><b>　　七、主要參考文獻(xiàn)</b></p>

5、<p><b>　　八、附錄：源程序</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　在學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理及應(yīng)用A》課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入理解MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用技術(shù)，提高單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)的能力；按照教學(xué)計(jì)劃的要求，利用一周時(shí)間，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)具有一定功能的小型單片

6、機(jī)控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，要求學(xué)生能通過獨(dú)立思考、查閱工具書、參考文獻(xiàn)，提出自己的設(shè)計(jì)方案，找出設(shè)計(jì)中遇到問題的解決途徑。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1、整個(gè)課程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)都要自己動(dòng)手。</p><p>　　2、通過TLC5615串行D/A轉(zhuǎn)換芯片完成信號(hào)

7、發(fā)生器設(shè)計(jì)，經(jīng)由示波器觀察信號(hào)波形；</p><p>　　3、采用C語言編程實(shí)現(xiàn)； </p><p>　　4、其他要求參見“nKDE-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；</p><p>　　5、基本任務(wù)為必做項(xiàng)目，附加任務(wù)為選做項(xiàng)目；</p><p>　　6、對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p>&

8、lt;b>　　三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　　1、基本任務(wù)：利用nKDE-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)上的硬件資源，實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器的功能。</p><p>　　2、附加任務(wù)：通過鍵盤（1）選擇輸出信號(hào)的波形；</p><p>　?。?）調(diào)整幅度、頻率等參數(shù)。</p><p>　　3、工作量要求：（1）設(shè)計(jì)的硬件電路

9、圖與程序流程圖；</p><p><b>　　（2）源程序代碼；</b></p><p>　?。?）系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果符合課程設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)思路：</b></p><p>　　1、TLC5615芯片結(jié)構(gòu)：</p><p>　　引腳功能：DIN：

10、串行數(shù)據(jù)輸入端 OUT SCLK</p><p>　　SCLK：串行時(shí)鐘輸入端 REFin CS </p><p>　　CS：片選端，低電平有效 D

11、IN </p><p>　　OUT:DAC模擬電壓輸出端 DOUT </p><p>　　REFin：基準(zhǔn)輸入端</p><p>　　2、TLC5615芯片工作原理：</p><p>　　TLC5615由16位轉(zhuǎn)換寄存器、控制邏輯、10位DAC寄存器、上

12、電復(fù)位、DAC、外部基準(zhǔn)放大器、基準(zhǔn)電壓倍增器等部分組成。</p><p>　　TLC5615通過固定增益為2 的運(yùn)放緩沖電阻串接網(wǎng)絡(luò)，把10位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬電壓。上電時(shí)，內(nèi)部電路吧10DAC寄存器復(fù)位至全0，其輸出具有與基準(zhǔn)輸入相同的極性。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)輸入。由于DAC是12位寄存器，所以在寫入10位數(shù)據(jù)后，最低2位寫入2個(gè)“0”。</p><p

13、>　?。?）輸出緩沖器。輸出緩沖器具有滿電源電壓幅度輸出，它帶有短路保護(hù)并能驅(qū)動(dòng)有100pF負(fù)載電容的2kΩ負(fù)載。</p><p>　　（3）外部基準(zhǔn)。外部基準(zhǔn)電壓輸入經(jīng)過緩沖，使得DAC輸入電阻與代碼無關(guān)。因此，REFin的輸入電阻為10MΩ，輸入電容典型值為5pF，它們與輸入代碼無關(guān)?；鶞?zhǔn)電壓決定DAC的滿度輸出。</p><p>　?。?）邏輯接口。邏輯輸入端可使用TTL或CM

14、OS邏輯電平。使用滿電源電壓幅度時(shí)，CMOS邏輯可得到最小的功耗。使用TTL邏輯電平是，功耗需求增加約2倍。</p><p>　?。?）串行時(shí)鐘和更新速率。TLC5615的最大串行時(shí)鐘頻率近似為14MHz。通常，數(shù)字更新速率受片選周期的限制。對(duì)于滿度輸入階躍跳變，10位DAC的建立時(shí)間約為12.5μs，這把更新頻率限制在80KHz。</p><p>　　當(dāng)片選信號(hào)為低電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)讀入1

15、6bit移位寄存器。SCLK輸入的上升沿把數(shù)據(jù)移入輸入寄存器，接著，CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器，當(dāng)CS為高電平時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)不能由時(shí)鐘同步送入輸入寄存器。所有CS的跳變應(yīng)發(fā)生在SCLK輸入為低電平時(shí)。</p><p>　　DIN只需要輸入12位數(shù)據(jù)，DIN輸入的12位數(shù)據(jù)中，前10位為TLC5615輸入的D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并且輸入時(shí)，高位在前，低位在后，后2位必須寫入為0的2位數(shù)值，因?yàn)門LC5615的D

16、AC輸入鎖存器為12位寬。</p><p><b>　　總流程圖：</b></p><p>　　程序編譯及軟件仿真電路原理圖：</p><p>　　其中開關(guān)K1控制波形變換，K2控制頻率減小，K3控制頻率增大，K4控制幅度增加，K5控制幅度減小。</p><p><b>　　元器件列表：</b>&l

17、t;/p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)軟件仿真結(jié)果截圖：</p><p><b>　　1、輸出正弦波：</b></p><p>　　正弦波轉(zhuǎn)換成鋸齒波：</p><p><b>　　鋸齒波轉(zhuǎn)換成方波：</b></p><p><b>　　正弦波幅度改變：</b>

18、</p><p><b>　　正弦波頻率改變：</b></p><p><b>　　鋸齒波幅度改變：</b></p><p><b>　　鋸齒波頻率改變：</b></p><p><b>　　方波幅度改變：</b></p><p>

19、<b>　　方波頻率改變：</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)體會(huì)：</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來說從原理到編程上都沒有什么大問題，參考相關(guān)書籍及老師給的程序，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器的一些基本功能，比如改變波形、改變波形頻率、改變波形幅度。這次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)51單片機(jī)和TLC5615這兩個(gè)芯片有了更深的了解，同時(shí)，對(duì)C51

20、的編程更為熟悉。課程設(shè)計(jì)中，當(dāng)由軟件仿真轉(zhuǎn)換為硬件連接時(shí)，遇到了很多問題，最后在參考書籍以及老師的提醒下，基本解決了。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1、《nKDE51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》南京郵電大學(xué)，2011年</p><p>　　2、《單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)》（第2版），謝維成等

21、編著，清華大學(xué)出版社，2009年</p><p>　　3、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》（第2版），李建忠，西安電子科技大學(xué)出版社，2008年</p><p>　　4、《基于protues的51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真》侯玉寶 陳忠平 李成群等編著，電子工業(yè)出版社</p><p><b>　　八、源程序：</b></p><p>　　

22、#include"reg51.h"</p><p>　　#include"absacc.h"</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　unsigned char code ta

23、ble[256]=</p><p><b>　　{</b></p><p>　　0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,</p><p>　　0x

24、c7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,</p><p>　　0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff

25、, //電壓從0到最大值（1/4個(gè)正弦波）</p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,</p><p>　　0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0x

26、de,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,</p><p>　　0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,//電壓從最大值到0（1/4個(gè)正弦波

27、）</p><p>　　0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,</p><p>　　0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x2

28、0,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,</p><p>　　0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//電壓從0到最小值（1/4個(gè)正弦波）</p><p>　　0x

29、00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,</p><p>　　0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38

30、,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,</p><p>　　0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80//電壓從最小值到0（1/4個(gè)正弦波）</p><p>　　};

31、</p><p>　　unsigned char a=1,m=0,x=0,y=32;</p><p>　　sbit DIN=P1^0; //數(shù)據(jù)</p><p>　　sbit SCK=P1^1; //時(shí)序脈沖</p><p>　　sbit CS=P1^2; //選通</p>

32、<p>　　sbit S1=P3^0; //頻率減</p><p>　　sbit S2=P3^1; //頻率加</p><p>　　sbit S3=P3^2; //幅度加</p><p>　　sbit S4=P3^3; //幅度減</p><p>　　sbit

33、S0=P3^4; //波形選擇</p><p>　　void delay(uint t)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　while(t--)</p><p>　　{for(i=

34、0;i<100;i++);}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DAConvert(unsigned int da)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><

35、;p><b>　　da <<= 2;</b></p><p>　　da &= 0xFFC; </p><p><b>　　SCK = 0;</b></p><p>　　CS = 0; </p><p>　　for(i=0;i<12;i++)

36、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(da & 0x800) DIN = 1;</p><p>　　else DIN = 0;</p><p><b>　　SCK = 1;</b></p><p><b>　　SCK = 0;&

37、lt;/b></p><p><b>　　da <<= 1;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　CS = 1;</b></p><p><b>　　SCK = 1;</b><

38、/p><p><b>　　DIN = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void test() //控制</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(

39、S0==0) //調(diào)波形</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　if(S0==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><

40、;p><b>　　m++;</b></p><p>　　while(S0==0);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1==0) //調(diào)頻率</p>

41、<p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　if(S1==0)x=x+1;</p><p>　　while(!S1); </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(S2=

42、=0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　if(S2==0)x=x-1;</p><p>　　while(!S2);</p><p><b>　　}</b></p><

43、p>　　if(S3==0) //調(diào)幅度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　if(S3==0)a=a+1;</p><p>　　while(!S3);</p><p><b>　　a

44、=a+1;</b></p><p>　　if(a>5) a=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(S4==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(1

45、0);</p><p>　　while(!S4);</p><p><b>　　a=a-1;</b></p><p>　　if(a==0) a=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　x=x%50;</b></p&

46、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　void sin() //正弦波</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=0;i<

47、255;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DAConvert((a*table[i])/10);</p><p><b>　　delay(x);</b></p><p>　　if(S0==0)break;</p><p><b>

48、　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void juchibo() //鋸齒波</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>

49、;　　for(i=0;i<80;i+=4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(S1==0)y++;</p><p>　　if(S2==0)y--;</p><p>　　if(S3==0)a++;</p><p>　　if(S4==0)a--;</p>

50、;<p>　　DAConvert(a*i);</p><p><b>　　delay(x);</b></p><p><b>　　delay(y);</b></p><p>　　if(S0==0)break;</p><p><b>　　}</b></p&g

51、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　void fangbo() //方波</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DAConvert(10);</p><p><b>　　delay(x);</b><

52、/p><p>　　DAConvert(a*50);</p><p>　　delay(x); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&g

53、t;　　m=0;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　test();</b></p><p>　　switch(m%3)</p><p><b

54、>　　{</b></p><p>　　case 0:sin();</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 1:juchibo();</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2:f