摘 要

传统的波形发生器具有体积大、重量沉、移动不便等缺点。研究设计出一种能输出方波、正弦波、锯齿波、三角波和脉冲波形，并且在体积、重量与功耗较小且便携性较强的波形发生器，不仅具有较好的市场前景，亦能满足各领域对各种波形信号的需求。

本设计波形发生器使用AT89C51单片机作为控制核心，以DAC0832芯片作为数模转换芯片，通过AT89C51单片机控制DAC0832芯片的数据输入端，实现相应波形的产生与输出，并利用PG12864F液晶显示器显示相应波形的波形信息，通过按键与PG12864F液晶显示器的软件联合，实现对波形的选择和参数设置的人机交互功能。

本设计使用Protues软件进行波形发生器硬件电路的模拟与仿真，使用C语言进行程序编写以实现整个波形发生器的全部软件功能。

关键词：波形发生器 AT89C51 Protues C语言 模拟仿真

Design of Waveform Generator Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

The traditional waveform generator has the advantages of large volume, heavy weight, and mobile inconvenience. It is a kind of waveform generator which can output square wave, sine wave, sawtooth wave, triangular wave and pulse waveform, and has a good market prospect when the volume, weight and power consumption are smaller and the portability is strong. To meet the various areas of the various waveform signal needs.

The design waveform generator using AT89C51 microcontroller as the control core to DAC0832 chip as a digital-analog conversion chip, through the AT89C51 microcontroller DAC0832 chip control data input, to achieve the corresponding waveform generation and output, and use PG12864F LCD display waveform of the corresponding waveform Information, through the key and PG12864F LCD display software to achieve the choice of waveform and parameter settings of human-computer interaction.

This design uses Proteus software for waveform generator hardware circuit simulation and simulation, the use of C language program to achieve the entire waveform generator to achieve all the software functions.

Key words: waveform generator; AT89C51; Proteus; The C Programming Language

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 波形发生器简介 1

1.2 基于单片机的波形发生器研究意义 1

1.3 论文组织结构 1

第二章 系统总体方案设计 3

2.1 设计思路分析 3

2.2 系统整体设计分析 3

2.3 芯片及元器件选择 4

第三章 主要芯片和元器件介绍 5

3.1 AT89C51主控芯片 5

3.1.1 AT89C51芯片性能介绍 5

3.1.2 AT89C51芯片引脚功能说明 5

3.2 PG12864F液晶显示器 6

3.2.1 PG12864F液晶显示器介绍 6

3.2.2 PG12864F液晶显示器引脚功能说明 7

3.3 DAC0832数模转换芯片 9

3.3.1 DAC0832芯片介绍 9

3.3.2 DAC0832芯片引脚功能说明 10

3.4 74HC573锁存器芯片 10

3.4.1 74HC573芯片介绍 10

3.4.2 74HC573芯片引脚功能说明 11

第四章 硬件电路设计 13

4.1 时钟电路和复位电路设计 13

4.1.1 时钟电路设计 13

4.1.2 复位电路设计 14

4.2 液晶显示电路设计 14

4.3 数模转换电路设计 15

4.4 按键电路设计 16

4.4.1 波形选择按键电路设计 16

4.4.2 参数设置按键电路设计 17

4.5 整体电路工作原理 17

第五章 软件设计 19

5.1 主程序流程图 19

5.2 液晶显示程序设计 20

5.3 波形程序设计 21

5.3.1 方波程序设计 21

5.3.2 正弦波程序设计 24

5.3.3 锯齿波程序设计 25

5.3.4 三角波程序设计 26

5.3.5 脉冲程序设计 28

5.4 按键程序设计 30

5.4.1 波形选择程序设计 30

5.4.2 参数设置程序设计 31

第六章 系统仿真与调试 32

6.1 Protues硬件电路仿真 32

6.2 Keil uVision4编程软件 33

6.3 Keil和Protues的联合使用仿真 34

6.4 联合仿真测试 34

第七章 总结与展望 39

7.1 总结 39

7.2 展望 39

参考文献 40

致 谢 42

第一章 绪论

本章首先介绍了什么是波形发生器，以及波形发生器的主要应用领域，并论述了基于单片机的波形发生器和传统波形发生器的区别。

1.1 波形发生器简介

波形发生器是一种能产生各种频率、幅值和波形，并将其以电信号形式输出的设备。可以产生和输出各种波形的电子设备可被称为波形发生器。

波形发生器广泛应用于工业、农业、通信、医疗和生物医学等领域。不管是对电子产品的开发、测试还是维修，都经常需要将特定参数的波形信号加载到对象器件或产品上，并通过示波器、频率计等相关仪器观察和分析被测量对象或产品的输出和反应，以分析和确定其参数与性能。

1.2 基于单片机的波形发生器研究意义

波形发生器是一种常用而且应用十分广泛的信号发生设备，常用作测试的信号源或激励源广泛应用于与电学相关的各个领域。传统的波形发生器具有体积大、重量沉、移动不便等缺点，而且大型波形发生器的生产成本较高，功耗较大，在某些工作环境会带来不必要工程开销。

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