基于8086的波形發生器設計與proteus電路仿真

魏鳳旗　李軍紅　洪鎮南

摘要： 以8086CPU為控制核心，選用8255A和DAC0832等集成芯片設計了一種簡易的波形發生器。該波形發生器能產生頻率可調的脈沖波、三角波、鋸齒波、正弦波等，電路簡單，應用方便；并運用了Proteus對系統進行了仿真，仿真實驗結果表明：系統運行效果良好，符合預期，驗證了設計方案的合理性和有效性。

關鍵詞：8086CPU；Proteus；波形發生器

波形發生器是一種常用的信號源，能產生不同頻率的脈沖波、三角波、鋸齒波、正弦波等，廣泛應用于電子電路測量與設計、自動控制系統和實驗教學等領域[1]。從電路形式來看，波形發生器可以由運放和分立元器件構成，也可由微處理器和少許外圍電路構成，后者通過軟件和硬件結合，充分利用軟件的優點，盡可能地減少硬件開銷，性能穩定，方便靈活[2]。

本文采用微處理器8086和DAC0832設計波形發生器，可產生脈沖波、三角波、鋸齒波、正弦波等，波形的頻率可用程序改變，具有電路簡單、結構緊湊、性能優越等特點。

1 硬件設計

系統硬件結構如圖1 所示，以8086CPU為核心進行電路設計，包括輸入模塊、8086控制模塊、數模轉換與運放模塊等三大部分組成。輸入模塊由3個按鍵和8255A構成，實現波形的切換和頻率的步進調節，其中按鍵K1、K2分別實現頻率的增加和減小的調節，K0實現“脈沖波、三角波、鋸齒波、正弦波”的選擇，每按一次向下一種波形切換，并循環進行下去。數模轉換模塊選用8位的D/A 轉換集成芯片DAC0832，將數字量轉換成模擬量輸出，再由運算放大器將電流輸出轉換為電壓輸出，產生各種波形。

2 軟件設計

本系統軟件采用模塊化程序設計方法，功能模塊各自獨立，由主程序和產生波形的子程序組成。 頻率的改變可采用插入延時子程序的方法來實現。系統主程序流程如圖2所示。

2.1 脈沖波產生子程序

8086CPU先向DAC0832輸送00H，D＼A轉換器將轉化一個低電平；延時一段時間后，再傳送0FFH，D＼A轉換器將輸出一個高電平。

2.2 三角波產生子程序

8086CPU向DAC0832輸送的數據從最小值開始逐漸上升，到達最大值之后再逐漸減小到最小，每輸出一個數據中間插入一定延時。

2.3 鋸齒波產生子程序

與三角波類似，只是鋸齒波到達最大值之后，直接跳到最小值。

2.4 正弦波產生子程序

采用查表法，先把正弦值按順序做好表格，然后依次發送給D/A 轉換器，每輸出一個數據中間插入一定延時。

3 proteus電路仿真

Proteus是英國Lab Center Electronics公司研發的電路分析與仿真的多功能工具[3]，Proteus7.5以上的版本新增了最小模式下8086微處理器的仿真。本文在Proteus平臺下，添加了外部匯編語言編譯器MASM32，實現軟硬件聯調。Proteus軟件中設計的系統硬件電路如圖3所示，利用Proteus軟件中的虛擬示波器觀察電路輸出的波形如圖4～7所示。波形效果良好，符合預期，驗證了電路設計的正確性。

4 結語

本設計以8086CPU為控制核心，選用8255A和DAC0832等集成芯片設計了多功能波形發生器，并在Proteus環境下，對系統進行了仿真，仿真實驗結果表明：系統運行效果良好，符合預期，驗證了設計方案的合理性和有效性。

參考文獻：

[1]孫克楠.基于8086的多功能波形發生器的設計[J].科技向導， 2014，21.

[2]洪惠宇.基于單片機的簡易波形發生器電路的設計[J].南京工程學院學報（自然科學版），2012，4.

[3]陳輝，陳梅，等.基于AT89C51單片機波形發生器的Proteus設計[J].自動化與儀器儀表，2012，3.

*通信作者：李軍紅（1971），男，漢族，湖南耒陽人，碩士，副教授，主要從事電力電子技術、電機控制、智能控制及應用等方面的研究工作。