基於單片機的波形發生器(doc 38頁)

基於單片機的波形發生器目錄：
摘要......I
Abstract......II
目錄......III
前言......1
1 波形發生器概述......2
1.1波形發生器的發展狀況......2
1.2國內外波形發生器產品比較......4
2 方案論證與比較......5
2.1 方案一......5
2.2 方案二......6
2.3 方案三......6
3 硬件原理......8
3.1 MCS-51單片機的內部結構......8
3.1.1 內部結構概述......8
3.1.2 CPU結構......9
3.1.3 存儲器和特殊功能寄存器......10
3.2 P0-P3口結構......11
3.3 時鍾電路和複位電路......11
3.3.1時鍾電路......11
3.3.2單片機的複位狀態......12
3.4 DAC0832的引腳及功能......13
4 軟件原理......15
4.1 主流程圖......15
4.2 鋸齒波仿真圖......16
4.3 三角波仿真圖......17
4.4 方波仿真圖......19
4.5 正弦波仿真圖......20
總結......22
致謝......23
參考文獻......24

基於單片機的波形發生器內容提要：
在電子工程、通信工程、自動控製、遙測控製、測量儀器、儀表和計算機等技術領域，經常需要用到各種各樣的信號波形發生器。隨著集成電路的迅速發展，用集成電路可很方便地構成各種信號波形發生器。用集成電路實現的信號波形發生器與其它信號波形發生器相比，其波形質量、幅度和頻率穩定性等性能指標，都有了很大的提高。
1.1波形發生器的發展狀況
波形發生器是能夠產生大量的標準信號和用戶定義信號，並保證高精度、高穩定性、可重複性和易操作性的電子儀器。函數波形發生器具有連續的相位變換、和頻率穩定性等優點，不僅可以模擬各種複雜信號，還可對頻率、幅值、相移、波形進行動態、及時的控製，並能夠與其它儀器進行通訊，組成自動測試係統，因此被廣泛用於自動控製係統、震動激勵、通訊和儀器儀表領域。
在 70 年代前，信號發生器主要有兩類：正弦波和脈衝波，而函數發生器介於兩類之間，能夠提供正弦波、餘弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標準波形，產生其它波形時，需要采用較複雜的電路和機電結合的方法。這個時期的波形發生器多采用模擬電子技術，而且模擬器件構成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，並且要產生較為複雜的信號波形，則電路結構非常複雜。同時，主要表現為兩個突出問題，一是通過電位器的調節來實現輸出頻率的調節，因此很難將頻率調到某一固定值；二是脈衝的占空比不可調節。
在 70 年代後，微處理器的出現，可以利用處理器、A/D/和 D/A，硬件和軟件使波形發生器的功能擴大，產生更加複雜的波形。這時期的波形發生器多以軟件為主，實質是采用微處理器對 DAC的程序控製，就可以得到各種簡單的波形。
90 年代末，出現幾種真正高性能、高價格的函數發生器、但是HP公司推出了型號為 HP770S的信號模擬裝置係統，它由 HP8770A任意波形數字化和 HP1776A波形發生軟件組成。HP8770A實際上也隻能產生8 中波形，而且價格昂貴。不久以後，Analogic公司推出了型號為 Data-2020的多波形合成器，Lecroy 公司生產的型號為9100 的任意波形發生器等。
到了二十一世紀，隨著集成電路技術的高速發展，出現了多種工作頻率可過 GHz 的DDS 芯片，同時也推動了函數波形發生器的發展，2003 年，Agilent的產品 33220A能夠產生 17 種波形，最高頻率可達到 20M，2005 年的產品N6030A 能夠產生高達 500MHz 的頻率，采樣的頻率可達 1.25GHz。由上麵的產品可以看出，函數波形發生器發展很快近幾年來，國際上波形發生器技術發展主要體現在以下幾個方麵：
（1）過去由於頻率很低應用的範圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發生器能應用於越來越廣的領域。波形發生器軟件的開發正使波形數據的輸入變得更加方便和容易。波形發生器通常允許用一係列的點、直線和固定的函數段把波形數據存入存儲器。同時可以利用一種強有力的數學方程輸入方式，複雜的波形可以由幾個比較簡單的公式複合成 v=f (t)形式的波形方程的數學表達式產生。從而促進了函數波形發生器向任意波形發生器的發展，各種計算機語言的飛速發展也對任意波形發生器軟件技術起到了推動作用。目前可以利用可視化編程語言(如Visual Basic ,Visual C 等等)編寫任意波形發生器的軟麵板，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現波形的輸入。
（2）與VXI資源結合。目前，波形發生器由獨立的台式儀器和適用於個人計算機的插卡以及新近開發的VXI模塊。由於VXI總線的逐漸成熟和對測量儀器的高要求，在很多領域需要使用VXI係統測量產生複雜的波形，VXI的係統資源提供了明顯的優越性，但由於開發VXI模塊的周期長，而且需要專門的VXI機箱的配套使用，使得波形發生器VXI模塊僅限於航空、軍事及國防等大型領域。在民用方麵，VXI模塊遠遠不如台式儀器更為方便。
（3）隨著信息技術蓬勃發展，台式儀器在走了一段下坡路之後，又重新繁榮起來。不過現在新的台式儀器的形態，和幾年前的己有很大的不同。這些新一代台式儀器具有多種特性，可以執行多種功能。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產品減少了一半。

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