基于C8051F330单片机的可调数字波形发生器的设计与实现-实验报告 - 图文

基于C8051F330单片机可调数字波形发生器设计

第二章 硬件设计

第1节 系统硬件功能

根据系统设计方案，系统硬件的主要功能为：（1）能直接接+5V直流电源适配器，并带有电源通断开关和通电LED指示；（2）具有手动复位功能，具有可选的2个按键；（3）具有调试和程序下载接口；（4）有D/A功能；

根据系统功能的要求，系统的总体设计方案如图2-1所示。其中，正弦波和方波信号由主控制模块C8051F330单片机软件及其片上的电流模式输出的数/模转换器（IDAC）实现，并将各信号通过引出的引脚接到示波器上显示.

按键

主芯片C8051F330 下载接口

D/A 电源 MAX32322 PC机 复位

扩展IO口 图2-1 系统硬件功能总体框图

第2节 电源电路设计

由于C8051F330单片机为3.3V供电，在电路的设计当中，通过正5V电源适配器对系统提供5V直流电压，通过电压转换芯片产生3.3V电压供给单片机工作。电容为滤除电路中的高频噪声。系统供电电路如图2-2（附录）所示。图中的电阻R25的作用是保护LED，在电流过大时，防止将LED烧坏。其中各部分参数是以官方推荐为准。

第3节 C8051F330控制电路设计

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1、复位电路

在单片机的复位电路设计中，复位电路采用了按键复位来实现的。当单片机上电时，自动实现内部寄存器等初始化复位。因为在实际应用中单片机还需要设置成可以随时复位，以便在异常情况下根据用户的指令程序可以重新运行。因此，多加了一个按键复位电路，这个电路平时的状态为断开，当按键按下时就会使RESET置低，使得单片机复位。按键复位电路图如图2-3（附录）所示。

2、按键电路

根据系统设计方案，我们在本次实验过程中需要用到两个开关按键， 分别用来控制波形的转换和波形频率的转换；根据设计的按键可知在按键按的 情况下，按键所接端口被置0。按键电路图如图2-3-2（附录）。

第三章 软件设计

第1节 系统软件功能

本设计通过采用单片机控制D/A的方法设计利用C8051F330单片机和验证程序实现正弦波，方波和三角波信号输出。在控制上，只需上电，就能通过D/A转换，可在示波器上输出正弦波、方波三角波等信号，并可在示波器上显示输出波形，且频率与波形均可通过按键可调。整个系统需要具有操作方便、控制灵活的。

第2节 软件详细设计

1、软件主程序流程图设计

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根据系统设计方案，我们在主函数的设计上，根据要使用的各各硬件部分，对部分 I/O端口，系统时钟，DAC转换，定时器中断进行初始化，在定时器的选择上。我们使用定时器0，方式1，来控制延时。如图3-2-1主函数流程图

图3-2-1主函数流程图

2、可调波形程序设计

正弦波设计

正弦波的实现相对复杂，程序设计中采用通过查找256点正弦查找表并通过DA实现波形输出，对于DA的输出触发更新触发模式选择定时器触发更新模式。

通过改变各个输出点的延时来实现频率可调，同样通过输出点的值的衰减来实现幅度可调。设计流程图如下图3-2-2所示：

方波设计

为了保持系统软件设计的一致性，方波信号通过在一定时间内使引脚置高和置低来实现。同样采用了 256点输出，DA输出更新触发模式选用定时器触发更新模

式。其中前128点置低，实现低电平，后128点置高，实现高电平。

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通过输出点的延时来实现频率可调，且幅度可通过衰减值实现可调。设计流程图如下图3-2-2所示。

心形波设计

在心形波程序设计中采用通过交叉查找256点正弦表并通过DA实现波形输出。

通过输出点的延时来实现频率可调，且幅度可通过衰减值实现可调。在此提供心形波输出代码。结果如图3-2-3显示

case 3: {

Timer_C = 0; if(i>255)

IDA0H=125; 3-2-3 心形波实物图 else{ if(num==1) { num=-num;

} else

{ num=-num;

IDA0H=SIN_TABLE[125+(i/2)5];

3-2-3 心形波形实物图

}}

IDA0H=SIN_TABLE[i5]/2;

//自创爱心波形

if(++Timer_C>F_C)

if(i++>300)

i = 0; break; }

第四章 过程与结果分析

产生的问题与分析 硬件问题

在实验前期，通过protel 99 SE 对硬件部分进行设计，了解老师提供开发板的基本电路设计，在实验过程通过C8051F330的P0.1（IDAC0）端口进行输出电流，将P0.1端口引脚直接与示波器连接，导致波形无法输出。

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