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    基于单片机的信号发生器的设计,以STC89C52单片机为核心,原因是其性价比高。用简单、廉价的元器件进行构筑,可以发出锯齿波、三角波、正弦波以及方波,具有较高的精度和频谱纯度,可自行转换波形、对频率以及幅度进行调整。现如今,市场上售卖的信号发生器性能虽然很高但它们的价格都普遍较高,然而低频函数信号发生器则是在高等院校中使用最多的信号发生器。

    2 方案论证

    在这里,首先提出几种比较合适的信号发生器实现方案,然后对比各种方案的优缺点,选择最好的实现方案作为本设计的研究方向。

    2.1 整体设计方案的选取

    2.1.1 方案选取

    在确定整体设计方案之前,首先提出几种设计方案,最做对比分析之后,选择适合本设计的研究方案作为实施方案。

    方案一:

        通过51系列的单片机控制数模转换芯片DAC0832,输出几种常见的函数信号波形,如正弦波、方波等。该设计方案,结构不是很复杂,控制起来比较简单,是一种低成本的解决方案。

    方案二:

    利用专门的函数信号产生芯片来设计需要的波形,该种设计方式采用波形产生集成芯片,虽然可以产生精确的函数信号,但是设计不灵活。

    所以本设计在对比了上述两种方案之后,选取第一种方案作为基于单片机的函数信号发生器的首选实现方案。这是由于对单片机控制技术有些了解,而且利用C语言,可以很方便的开发出所需要的软件程序,开生成所需要的函数信号。第二种实现方案,是利用专门的波形芯片来实现,成本高而且使用起来很不灵活的。

    2.2 单片机的简介源-自-751:,论'文'网]www.751com.cn

    在本设计中,所选单片机的范围很广,从编程工作量来看,八位单片机和十六位单片机都可以满足要求。选择51单片机作为本设计所用的控制芯片,这是因为学习的单片机种类主要是51单片机,鉴于51单片机比较熟悉,软件编程简单,而且可以参考的资料比较多,最终选择了可兼容51单片机的STC89C52单片机作为本设计的微控制器单元。51单片机的管脚分布如图2-1所示。

     单片机管脚分布图

        STC89C52单片机有40个引脚,根据实现功能的不同,共分为4钟类型。具体内部功能结构原理图如图2-2 所示。

    单片机结构原理图

        由图2-2可知:STC89C52单片机与51单片机的功能模块组成类似。其内部有8KB的Flash字节ROM;32个可编程并行口;3个16位定时器/计数器;8个中断源;双数据指针等。这些模块在CPU的控制下协调工作,有条不紊的完成自己该做的工作。

    2.3 数模转换器选型和简介

    2.3.1 DAC0832

    DAC0832是一个经典常用的8位电流输出D/A转换器。具体指标如下:

    (1)具有8位分辨率

    (2)增益温度系数为0.02%

    (3)单电源供电,其范围为5V~15V

    (4)转换速度很快,可达1μs。

        CS、ILE、WR1、WR2、XFER的不同的连线方式决定了DAC0832能够在不同的方式下进行工作。

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