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采用DA设计各种波形发生器 导师：欧阳斌林 班级：电信1001 组员：杨利红 张甲林 日期：2013年6月18日 摘 要 本次D/A转换器设计以单片机AT89S52为主控制器，实现了波形的产生，频率的选择以及波形的选择等功能。本设计的主要功能是用单片机产生三角波，正弦波等波形，然后通过开关按键选择不同的频率和波形输出。本设计采用常用的D/A转换器件TLC5620来使单片机输出的数字信号转换为模拟信号，然后再通过运算放大器把D/A输出的电流信号转换为电压信号输出，这样以便用示波器对波形信号进行测量。这样就完成了D/A转换器的核心部分的设计。 关 键 词： 单片机 TLC5620 三角波 正弦波 梯形波 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 引言 2 1.1系统背景介绍 2 1.2 D/A转换器的工作原理 3 第二章 系统概述 3 2.1单片机概述 3 2.1.1单片机的选择 3 2.2 D/A概述 5 2.2.1 D/A转换技术指标 5 2.2.2 TLC5620简介： 6 第三章 电路设计 10 3.1波形发生器的设计电路原理图 10 3.2 D/A转换器总流程图 11 第四章 波形发生器程序设计 11 第五章 系统调试 17 5.1静态调试 17 5.2动态调试 17 第六章 总结与结束语 18 6.1实验结果 18 6.2设计历程与体会 21 采用DA设计各种波形发生器 第一章 引言 1.1系统背景介绍 D/A转换器，作为实验用的模拟信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的D/A转换器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。 当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进步，给人们带来了根本性的转变。现代电子领域中，单片机的应用正在不断的走向深入，这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比，在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得以极为广泛的应用，并走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响汽车，处处可见其应用。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。 D/A作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的波形产生一般可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一，不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC要很大。大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证。体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。 利用单片机采用程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低。具有线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，频率稳定度高，抗干扰能力强，用途广泛等优点，并且能够对波形进行细微调整，改良波形，使其满足系统的要求。只要对电路稍加修改，调整程序，即可完成功能升级。 1.2 D/A转换器的工作原理 数字/模拟转换器（D/A)用来将数字量转变为模拟量。本设计是基于C52单机的D/A转换器，其可以产生正弦波，锯齿波，方波以及三角波。本设计的原理大概为：以正弦波为例，它实现的原理是把正弦波在一个周期分为256或者64或者32个点，点和点之间的间隔是相等的并通过延时程序来实现。我们先使单片机P0口先输出00H，然后间隔一段时间再输出第二个点，再延时相同的时间输出第三个点，直到输出FFH。这样算一个周期完成。但单片机这样输出的信号只是正弦波的大概，并不是一个平滑完整的波形。我们必须通过一个D/A转换器件把它从数字信号变为模拟信号，但是此时又产生了一个问题，通过D/A转换的模拟信号为电流信号。这样的信号示波器是无法识别的，这样我们就必须通过一个运算放大器把电流信号转换为标准电压信号。这样就基本完成了发生器的设计。当然方波和三角波的实现和正弦波的实现原理基本相同，所以在此我们就不必赘述。我设计的D/A转换器是可以调频的。其调频的原理是：把单片机定时/计数器的最大可计数的时间计算出来，然后我们就可以等间隔步进的从最小的一个计数值来改变计数的时间，使得定时/计数器的溢出时间长短不同，这样就可以改变波形的频率。 第二章 系统概述