51單片機波形發生器程序設計及Proteus仿真

ID:429738 · 發表于 2019-9-12 16:06

如題，內容包括protuce仿真及源程序兩部分
一、作品簡介：可以通過按鍵控制STC89C52單片機輸出[url=]不同波形[/url][z1] 信號。通過usb給pcb板通5v的電壓可以發出方波，三角波，鋸齒波，正弦波并在LCD顯示屏上顯示波形類別，頻率和幅值。通過按鍵可調波形類別，可調節頻率步進值有1Hz，10Hz和50Hz。最低頻率為10Hz最高頻率為800Hz。


二、設計原理：將各種波形的每個周期平均分成255份，把每份的值依次發給P0口，每份的時間間隔通過開啟定時器0來控制，當定時時間到時單片機就產生中斷，在中斷服務程序里面通過P0口將每份的值發出去，這個值通過向D/A換器的輸入端按一定的規律發生數據，從而在轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形。


三、功能說明：能夠產生方波、鋸齒波、三角波、正弦波信號的波形發生器

(1)  按鍵選擇波形。按鍵控制單片機輸出方波、鋸齒波、三角波或者正弦波信號。按鍵K1，K2，K3，K4改變波形類型，K5，K6控制頻率的加減。

(2)  波形參數顯示。通過液晶屏顯示單片機當前輸出波形的頻率、幅度。

(3)  頻率調節。通過外部按鍵，調節單片機輸出波形信號的頻率。

單片機源程序如下:

/****************************************************************************************************************/
/* 簡易波形發生器程序 */
/* 編寫者：FHX */
/* 可輸出正弦波三角波方波按鍵控制波形、頻率、步進值 */
/* 由于是單片機定時器控制頻率經測試頻率只能在10HZ ~ 700HZ 之間 */
/* 有掉電儲存功能再次上電時顯示掉電前設置好的波形頻率步進值 */
/****************************************************************************************************************/
#include "lcd12864.h"
#include "key.h"
#include "24c02.h"
#include "function.h"
uchar T1RH = 0; //定時器1重載值高位
uchar T1RL = 0; //定時器1重載值低位
uchar T0RH = 0; //定時器0重載值高位
uchar T0RL = 0; //定時器0重載值低位
uchar mode = 0;
sbit led=P2^4;
sbit led1=P2^7;
extern uchar Wave_Index; //聲明波形變量
uchar code sin[32]={ //此數組內的數據為，DA輸出對應電壓值對應的數字量，0是0V，255是5V
127, 152, 176, 198, 217, 233, 245, 252,
255, 252, 245, 233, 217, 198, 176, 152,
127, 102, 78, 56, 37, 21, 9, 2,
0, 2, 9, 21, 37, 56, 78, 102
}; //正弦波取碼
uchar code juxing[32]={ //一個周期是采樣32個點，所以數組內是32個數據
255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,
255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0
}; //矩形波取碼
uchar code sanjiao[32]={
0, 16, 32, 48, 64, 80, 96, 112,
128, 144, 160, 176, 192, 208, 224, 240,
255, 240, 224, 208, 192, 176, 160, 144,
128, 112, 96, 80, 64, 48, 32, 16
}; //三角波取碼
uchar code jvchi[32]={
0, 16, 32, 48, 64, 80, 96, 112,
128, 144, 160, 176, 192, 208, 224, 240,
255, 0, 16, 32, 48, 64, 80, 96, 112,
128, 144, 160, 176, 192, 208, 224
}; //鋸齒波取碼
/*****************子函數聲明*****************/
void Timer1Init(uint ms);
void SetWaveRate(uint num_2);
void Control_Key();
void Refresh_Out();
/*****************************************************************************/
/* 主函數 */
/*****************************************************************************/
void main()
{ led=1;
led1=1;
Timer1Init(1); //初始化定時器1 定時1ms
LcdInit(); //初始化12864
Init_Display(); //顯示固定內容
Init_OutPut(); //初始化輸出數據和顯示
while(1)
{
Refresh_Out(); //更新輸出 mode=0：輸出波形獨立按鍵關閉 mode！=0 ：關閉波形輸出可用獨立按鍵調整
Control_Key(); //控制獨立按鍵調整模式mode
KeyDrive(); //調整波形、頻率及步進值
}
}
/*****************************************************************************/
/* 按鍵控制函數 */
/* 按鍵KEY_1 :用延時函數判斷按下控制模式變換 */
/*****************************************************************************/
void Control_Key()
{
if(KEY_1==0) //按下按鍵1 mode+1
{
DelayMs(2);
if(KEY_1==0)
{
while(!KEY_1);
mode++;
if(mode > 3)mode = 1;
}
}
}
/*****************************************************************************/
/* 更新輸出函數 */
/* 根據不同的模式變量打開或關閉波形輸出 */
/*****************************************************************************/
void Refresh_Out()
{
if(mode == 0) //不顯示箭頭輸出波形獨立按鍵關閉
{
ET1=0;
TR1=0;
ET0=1;
TR0=1;
EA=1;
Display_Arr(0);
}
else if(mode == 1) //箭頭指向 "波形" 說明是在切換波形
{
ET1=1;
TR1=1;
ET0=0;
TR0=0;
EA=1;
Display_Arr(1);
}
else if(mode == 2) //箭頭指向 "頻率" 說明是在加減頻率
{
ET1=1;
TR1=1;
ET0=0;
TR0=0;
EA=1;
Display_Arr(2);
}
else if(mode == 3) //箭頭指向 "步進值" 說明在加減步進值
{
ET1=1;
TR1=1;
ET0=0;
TR0=0;
EA=1;
Display_Arr(3);
}
}
/*****************************************************************************/
/* 按鍵動作函數 */
/* 按鍵 KEY_2 ~ KEY_4 三個按鍵由定時器1中斷掃描有長按功能 */
/*****************************************************************************/
void KeyDown(uchar keycode)
{
/*********************************/
/* "+"鍵 */
/*********************************/
if(keycode == 0x26)
{
if(mode == 1) //模式1 向右切換波形
{
Convert_Wave(1);
}
else if(mode == 2) //模式2 增加頻率
{
Change_Rate(1);
}
else if(mode == 3) //模式3 增加步進值
{
Change_Step(1);
}
}
/*********************************/
/* "-"鍵 */
/*********************************/
else if(keycode == 0x28)
{
if(mode == 1) //模式1 向左切換波形
{
Convert_Wave(0);
}
else if(mode == 2) //模式2 減小頻率
{
Change_Rate(0);
}
else if(mode == 3) //模式3 減小步進值
{
Change_Step(0);
}
}
/*********************************/
/* 模式清零鍵 */
/*********************************/
else if(keycode == 0x0D)
{
mode = 0;
}
}
/**********頻率設置函數****************/
/************定時器0控制***************/
void SetWaveRate(uint num_2)
{
ulong tmp;
tmp=(12000000/12)/(num_2*32); //定時器計數頻率是波形頻率的32倍
tmp=65536-tmp; //計算定時器重載值
tmp=tmp+18; //補償
T0RH=(uchar)(tmp>>8);
T0RL=(uchar)tmp;
TMOD&=0xF0;
TMOD|=0x01;
TH0=T0RH;
TL0=T0RL;
}
/**********定時器1初始化函數***********/
/**********用于三個獨立按鍵掃描********/
void Timer1Init(uint ms)
{
ulong tmp; //16位長整型變量tmp
tmp=12000000/12; //用晶振頻率除以12得到定時器計數頻率
tmp=(tmp*ms)/1000; //計算出需要多少個機器周期
tmp=65536-tmp; //定時器的重載值
tmp=tmp+28; //補償中斷延時響應造成的誤差
T1RH=(uchar)(tmp>>8); //將tmp高8位右移8位賦值給T1RH
T1RL=(uchar)tmp; //將tmp低8位賦值給T0RL
TMOD&=0x0F; //清零T1控制位
TMOD|=0x10; //選擇模式1
}
/**********定時器0中斷函數**********/
/*******輸出相應頻率的波形數據******/
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static uchar cnt; //變量用于輸出波形采樣點
TH0=T0RH;
TL0=T0RL;
switch(Wave_Index)
{
case 0:DAC_OUT=sin[cnt];break;
case 1:DAC_OUT=sanjiao[cnt];break;
case 2:DAC_OUT=juxing[cnt];break;
}
cnt++;
if(cnt>=32)cnt=0;
}
void InterruptTimer1() interrupt 3
{
TH1=T1RH; //重載初值
TL1=T1RL;
KeyScan(); //按鍵掃描
}