单片机课程设计
实验报告
实验题目： 频率可控的正弦波信号发生器
专 业： 计算机科学与技术
分组成员：
指导教师：
2014 年 12月 31日
《单片机原理与应用》课程设计
一．设计时间
20##年12月29日-------12月31日
二．设计地点
三．设计目的
1.巩固学习《单片机原理与运用》课程知识
2.熟练掌握Keil uVision4和ISIS 7 Professional的安装与应用
3.熟练掌握C语言的知识，巩固A/D，D/A模块的学习
4.培养查阅资料,独立思考问题的能力
四．设计小组成员
五．指导老师
六．设计课题
频率可控的正弦波信号发生器
七．实验内容
表1.实验元件清单
l CPU芯片—AT89C51
1．AT89C51概述
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
2. AT89C51引脚说明
AT89C51单片机引脚图如图3-2所示。它有40个引脚，其中包含2个专用于主电源的引脚，2个外接晶体的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。
l D/A转换器
DAC0832当今世界在以电子信是8位分辨率的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容，这个系列的芯片 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了广泛的应用。这类D/A转换器由8位输入锁存器，8位DAC寄存器，8位DA转换电路及转换控制电路构成。
1、DAC0832的引脚及功能：
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器兼容。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。
图1：DAC0832管脚图
u 应用特性：
DAC0832是微处理器兼容型D/A转换器，可以充分利用微处理器的控制能力实现对D/A转换的控制。这种芯片有许多控制引脚，可以和微处理器控制线相连，接受微处理器的控制，如ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER端。
有两级锁存控制功能，能够实现多通道D/A的同步转换输出。
DAC0832内部无参考电压源；须外接参考电压源。
DAC0832为电流输入型D/A转换器，要获得模拟电压输出时，需要外加转换电路。
u 各引脚功能说明：
D0～D7：8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WR2、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；
u DAC0832三种数据输入方式：
（1）双缓冲方式：即数据经过双重缓冲后再送入D／A转换电路，执行两次写操作才能完成一次D／A转换。
（2）单缓冲方式：不需要多个模拟量同时输出时，可采用此种方式。
（3）直通方式：此时两个寄存器均处于直通状态，因此要将
、
、
和端都接数字地，ILE接高电平，使LE1、LE2均为高电平，致使两个锁存寄存器同时处于放行直通状态，数据直接送入D／A转换电路进行D／A转换。
八．实验设备，流程图，实验原理
1.实验设备
湖南城市学院实验楼401机房电脑
2.流程图
图2：实验流程图
3.实验原理
D/A转换器产生各种波形的原理：利用D/A转换器输出的模拟量与输入数字量成正比关系这一特点，将D/A转换器作为微机输出接口，CPU通过程序向D/A转换器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，则D/A转换器就可输出各种各样的模拟量，如正弦波。
九．实验步骤及结果
1. 分析课题，按要求确定设计方案
2. 经讨论确定D/A转换器采用单缓冲方式
图3：DAC0832单缓冲方式连接图
3. 按照方案用ISIS 7 Professional画出实验图
图4：正弦波发生器电路图
4.根据实验图用写出正弦波发生程序
5.结果
图5：正弦波
十．实验设计心得体会
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关单片机方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!
这次课程设计，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。
十一．源程序
#include<reg51.h>
#define DAC0832 0x7fff //定义DAC0832端口地址
sbit cs=P3^7; //采用单缓冲方式，cs=0时启动转换
sbit k1=P1^0; //开关1控制输出100hz正弦波
sbit k2=P1^1; //开关2控制输出5hz正弦波
sbit k3=P1^2; //开关3控制输出3hz正弦波
unsigned char num=0;
bit flag=0;
//正弦表；每半个周期256个取值,最大限度保证波形不失真。
unsigned char code sin_num[]={
0,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2,
2, 3, 3, 4, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9,
10, 10, 11, 12, 12, 13, 14, 15, 15, 16, 17, 18, 18, 19, 20, 21,
22, 23, 24, 25, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37,
38, 39, 40, 41, 42, 44, 45, 46, 47, 49, 50, 51, 52, 54, 55, 56,
57, 59, 60, 61, 63, 64, 66, 67, 68, 70, 71, 73, 74, 75, 77, 78,
80, 81, 83, 84, 86, 87, 89, 90, 92, 93, 95, 96, 98, 99, 101,102,
104, 106, 107, 109, 110, 112, 113, 115, 116, 118, 120, 121, 123, 124, 126, 128,
129, 131, 132, 134, 135, 137, 139, 140, 142, 143, 145, 146, 148, 149, 151, 153,
154, 156, 157, 159, 160, 162, 163, 165, 166, 168, 169, 171, 172, 174, 175, 177,
178, 180, 181, 182, 184, 185, 187, 188, 189, 191, 192, 194, 195, 196, 198, 199,
200, 201, 203, 204, 205, 206, 208, 209, 210, 211, 213, 214, 215, 216, 217, 218,
219, 220, 221, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 230, 231, 232, 233, 234,
235, 236, 237, 237, 238, 239, 240, 240, 241, 242, 243, 243, 244, 245, 245, 246,
246, 247, 247, 248, 248, 249, 249, 250, 250, 251, 251, 251, 252, 252, 253, 253,
253, 253, 254, 254, 254, 254, 254, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255
};
unsigned int t;
void main()
{
if(k1==0)t=2500; //给t赋值定义正弦波的1/(4*256)周期
else if(k2==0)t=5000; //给t赋值定义正弦波的1/(4*256)周期
else if(k3==0)t=8333; //给t赋值定义正弦波的1/(4*256)周期
else t;
TMOD=0X01; //设置定时器0工作方式为1
TH0=(65536-t)/256; //定时
TL0=(65536-t)%256; //定时
EA=1; //开关中断
ET0=1; //允许T0中断
TR0=1; //启动定时器
while(1) //等待中断产生
{
//空语句
}
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-t)/256; //定时
TL0=(65536-t)%256; //定时
if(!flag)
{
cs=0;P2=sin_num[num++];cs=1; //cs=0启动转换产生正弦波上半周
if(num==255){num=255;flag=1;}
}
else if(flag)
{
cs=0;P2=sin_num[num--];cs=1; //cs=0启动转换产生正弦波下半周
if(num==0){num=0;flag=0;}
}
}
参考文献
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[2][美]Richard Anderson, Chris Blexrud著.ASP3高级编程[M].刘福太，张立民，金慧琴，梁发麦等译.北京：机械工业出版社，2000：408-458.
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[5]潘永雄. 新编单片机原理与应用(第二版)[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007
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[7]郭天翔主编。新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2008
[8]飞思科技产品研发中心MATLAB7辅助信号处理技术与应用 北京：电子工业出版社,2005
[9]陈希林,肖明清. 一种LabWindows/CVI与MATLAB混合编程的实现方法[J].微计算机信息,2005
[10]飞思科技产品研发中心MATLAB7辅助信号处理技术与应用 北京：电子工业出版社,2005
第二篇：单片机课程设计报告(简易计算机)
专业综合课程设计
任务书
班 级：
学 号：
姓 名：
成 绩：
电子与信息工程学院
计算机科学系
