基于51单片机和DAC0832设计多功能低频函数信号发生器.doc

基于51单片机和DAC0832设计多功能低频函数信号发生器 应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计。本设计能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波。这里着重介绍正弦波和锯齿波的生成原理。 DAC0832的介绍：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。D0D7：八位数据输入端ILE：数据允许锁存信号/CS：输入寄存器选择信号/WR1：输入寄存器选择信号/XFER：数据传送信号/WR2：DAC寄存器的写通选择信号Vref：基准电源输入端Rfb：反馈信号输入端Iout1:电流输出1Iout2:电流输出2Vcc:电源输入端AGND:模拟地DGND:数字地DAC0832结构： D0D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)； ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效； CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效； WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存； XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效； WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。 IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化； IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数； Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度； Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V； VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V+10V； AGND：模拟信号地 DGND：数字信号地DAC0832的工作方式： 根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。本设计选用直通方式。 DAC0832工作时序： DAC0832内部结构图： 当ILE为1时，只有当/CS、/WR1都为0时输入寄存器才允许输入；当/WR2、/XFER也都为0时，输入寄存器里的信息才能写入DAC寄存器。根据实际电路图我们就可以得到DAC0832工作的时序的程序。如下： P37=0; /P37=CS _nop_(); /P36=WR P36=0; P0=value; (数据端口信号数值0255) P36=1; _nop_(); P37=1;硬件电路：P0口是数据端口，接上拉电阻（其他端口则不用）。电源质量要好，质量越好的电源，芯片工作就越稳定。从LM358运放输出的电压最大峰峰值就是12V所以在二级运放的放大倍数要注意跟基准电压想匹配，否则输出信号会很容易失真。正弦波的生成：DAC0832产生信号的原理可以说是ADC0809AD转换的逆过程，但DAC0832生成的信号是离散的。假设要生成一个Y=Asin(2*pi*f*t)的正弦波。adc0832数据端口给的数据的范围是0255一共256个。前0127表示是X轴上方的电压值（也可能是下方）。那么128255是X轴下方的电压值。那么我们可以得到数据端口的数值的具体量，即value=127sin(2*pi*f*t)+127；假设我在X轴上抽样100个点（099）(这个100位的数组可以用MATALB生成)，那么T=100*t(t是离散间隔),所以f=0.01*1/t。抽样时可以抽样更多的点，抽样的点越多，得到的信号越保真，但信号的频率会有所下降。抽样的点越少，失真越大，但频率能成大幅度递增。怎么选择，具体情况具体分析。其他的波形也跟正弦波一样。 程序如下：#includesbit dac_WR=P36;/dac0832的wr端sbit dac_cs=P37;sbit KEY1=P20;sbit KEY2=P21;bit keyflag;unsigned char i;unsigned char code tab100=127,135,143,151,159,166,174,181,188,195,202,208,214,220,225,230,234,238,242,245,248,250,251,252,253,254,253,252,251,250,248,245,242,238,234,230,225,220,214,208,202,195,188,181,174,166,159,151,143,135,127,119,111,103,95,88,80,73,66,59,52,46,40,34,29,24,20,16,12,9,6,4,3,2,1,0,1,2,3,4,6,9,12,16,20,24,29,34,40,46,52,59,66,73,80,88,95,103,111,119;void getkey(void)/按键进行中断时间的设置，也就是离散间隔t的设置if(KEY1=0) /按键按下后为电电平 RCAP2L+=10; /调节频率 if(CY=1) RCAP2H+=1; if(KEY2=0) RCAP2L-=10; if(CY=1) RCAP2H-=1; void Timer2_Init() T2CON=0x00; TH2=(65536-300)/256;TL2=(65536-300)%256;RCAP2H=0XFE;RCAP2L=0XDA; /稳定在50Hz左右,在这里的中断时间就是t。EA=1;ET2=1;TR2=1; void T0_service() interrupt 1TH0=0XEC;TL0=0X77;keyflag=1;void Timer2_service() interrupt 5TF2=0;/清除中断标志位 dac_cs=0;dac_WR=0;P1=tabi;dac_WR=1;i+;dac_cs=1;if(i=100) i=0;void main()Timer2_Init();TMOD=0x01;TH0=0XEC;TL0=0X77;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1) if(keyflag) keyflag=0; getkey(); 本程序需注意：按键是低电平有效。定时器2中断发送数据给DAC0832，0832在得到一个数据后生成相应的电压值。所以他的中断时间决定信号的频率，调节它的中断时间就能调节信号的频率。其他波形的生成，其他的波形也跟正弦波一样，但锯齿波和三角波可以不用查表法，应用加减计算得到就可以得到。下面介绍的是锯齿波：#include #include sbit DACWR=P36;sbit DACCS=P37;unsigned int i;void DAC_0832(void) DACCS=0;DACWR=0;P0=i;i+=1; /加以操作得到上升的锯齿波DACWR=1;_nop_();DACCS=0;if(i=0xff) i=0x7f; /为什么初值是0x7f,其他的行不行。大家自己动手试试。void main(void)i=0x7f;while(1) DAC_0832(); DAC0832有着致命的一个缺点就是输出的波形里的含有的频率比较杂乱，常常出现过激的现象。如果你需要精确的信号的话，那么你必须在信号输出端就如滤波器。得到干净的低频函数信号。如果要作为信号源的话最好是能就上一级攻放。效果会好很多。虽然DAC0832不是非常专业的函数信号发生芯片，但是它的输出波形的范围比较广，常常能输出一些，你意想不到得很有意思的信号曲