课程设计基于51单片机信号发生器设计.docVIP

通信工程学院 课程设计说明书 题 目 信号发生器的设计 课 程 名 称 单片机原理及应用A 专 业 电子信息工程 目 录 一、课程设计目的 二、课程设计任务 三、课程设计要求 四、课程设计思路 五、课程设计软件仿真结果截图 六、课程设计体会 七、主要参考文献 八、附录：源程序代码 课程设计目的： 在学习《单片机原理及应用A》课程的基础上，进一步深入理解MCS-51单片机的结构、工作原理和应用技术，提高单片机控制系统设计、研发的能力；按照教学计划的要求，利用一周时间，综合应用所学知识，设计具有一定功能的小型单片机控制系统，培养学生一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，要求学生能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，提出自己的设计方案，找出设计中遇到问题的解决途径。 课程设计要求： 1、整个课程设计的各个环节都要自己动手。 2、通过TLC5615串行D/A转换芯片完成信号发生器设计，经由示波器观察信号波形； 3、采用C语言编程实现； 4、其他要求参见“nKDE-51单片机实验教学系统实验指导书； 5、基本任务为必做项目，附加任务为选做项目； 6、对课程设计进行总结，撰写课程设计说明书。 三、课程设计任务： 1、基本任务：利用nKDE-51单片机实验教学系统上的硬件资源，实现信号发生器的功能。 2、附加任务：通过键盘（1）选择输出信号的波形； （2）调整幅度、频率等参数。 3、工作量要求：（1）设计的硬件电路图与程序流程图； （2）源程序代码； （3）系统运行结果符合课程设计要求。 四、课程设计思路： 1、TLC5615芯片结构： 引脚功能：DIN：串行数据输入端 OUT SCLK SCLK：串行时钟输入端 REFin CS CS：片选端，低电平有效 DIN OUT:DAC模拟电压输出端 DOUT REFin：基准输入端 2、TLC5615芯片工作原理： TLC5615由16位转换寄存器、控制逻辑、10位DAC寄存器、上电复位、DAC、外部基准放大器、基准电压倍增器等部分组成。 TLC5615通过固定增益为2 的运放缓冲电阻串接网络，把10位数字数据转换成模拟电压。上电时，内部电路吧10DAC寄存器复位至全0，其输出具有与基准输入相同的极性。 （1）数据输入。由于DAC是12位寄存器，所以在写入10位数据后，最低2位写入2个“0”。 （2）输出缓冲器。输出缓冲器具有满电源电压幅度输出，它带有短路保护并能驱动有100pF负载电容的2kΩ负载。 （3）外部基准。外部基准电压输入经过缓冲，使得DAC输入电阻与代码无关。因此，REFin的输入电阻为10MΩ，输入电容典型值为5pF，它们与输入代码无关。基准电压决定DAC的满度输出。 （4）逻辑接口。逻辑输入端可使用TTL或CMOS逻辑电平。使用满电源电压幅度时，CMOS逻辑可得到最小的功耗。使用TTL逻辑电平是，功耗需求增加约2倍。 （5）串行时钟和更新速率。TLC5615的最大串行时钟频率近似为14MHz。通常，数字更新速率受片选周期的限制。对于满度输入阶跃跳变，10位DAC的建立时间约为12.5μs，这把更新频率限制在80KHz。 当片选信号为低电平时，输入数据读入16bit移位寄存器。SCLK输入的上升沿把数据移入输入寄存器，接着，CS的上升沿把数据传送至DAC寄存器，当CS为高电平时，输入的数据不能由时钟同步送入输入寄存器。所有CS的跳变应发生在SCLK输入为低电平时。 DIN只需要输入12位数据，DIN输入的12位数据中，前10位为TLC5615输入的D/A转换数据，并且输入时，高位在前，低位在后，后2位必须写入为0的2位数值，因为TLC5615的DAC输入锁存器为12位宽。 总流程图： 程序编译及软件仿真电路原理图： 元器件列表： 元器件名称 所属类型 AT89C51 Microprocessor ICS CRYSTAL 晶振 Misecllaneous CAP 电容 Capacitor RESPACK-8 Resistor CAP电