基于AT89C51單片機的函數發生器的設計與實現

摘要：本系統利用單片機AT89C51采用程序設計方法產生波形，再通過D/A轉換器DAC0808將數字信號轉換成模擬信號，最終由7SEG-MPS8-CC顯示出來。通過按鍵來控制三種波形的類型選擇、頻率和幅度的變化，并通過數碼管顯示其各自的類型以及幅度和頻率的大小。可產生方波，三角波，正弦波，具有數字顯示輸出信號頻率和電壓幅值功能，其正弦波、三角波頻率調節范圍：0.1-50HZ 輸出幅值：1.0-1.5V，方波頻率調節范圍：1Hz-1KHz 輸出幅值：5V。

關鍵詞：函數發生器、單片機、D/A轉換器、7SEG-MPS8-CC

1 電路設計原理介紹

該系統采用AT89C51單片機作為主控制系統;采用DAC0808為數模轉換器;采用7SEG-MPS8-CC數碼管作為顯示器件。

利用單片機AT89C51采用程序設計方法產生三角波、正弦波、矩形波三種波形，再通過D/A轉換器DAC0808將數字信號轉換成模擬信號，最終由7SEG-MPS8-CC顯示出來。通過按鍵來控制三種波形的類型選擇、頻率和幅度的變化，并通過數碼管顯示其各自的類型以及幅度和頻率的大小。系統大致包括按鍵控制電路部分、數/模轉換電路部分以及顯示電路部分三部分。

2 主要元件及電路介紹

2.1 AT89C51介紹

AT89C51提供以下標準功能：2K字節閃速存儲器，128字節RAM，15根I/O口，兩個16位定時器，一個五向量兩級中斷結構，一個全雙工串行口，一個精密模擬比較器以及兩種可選 的軟件節電工作方式。空閑方停止CPU工作但允許RAM、定時器/計數器、串行工作口和中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM內容但振蕩器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一個硬件復位。

2.2 DAC0808數模轉換芯片介紹

DAC0808是8位數模轉換集成芯片，電流輸出，穩定時間為150ns，驅動電壓±5V，33mW。DAC0808可以直接和TTL，DTL和CMOS邏輯電平相兼容。

2.2 數碼管介紹

數碼管是一種半導體發光器件，其基本單元是發光二極管。數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元（多一個小數點顯示）;按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數碼管;按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極（COM）的數碼管，共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數碼管，共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

3 使用說明

本函數信號發生器由AT89C51單片機及按鍵、數模轉換及波形輸出等部分構成，可產生三種波形，方波，三角波，正弦波，具有數字顯示輸出信號頻率和電壓幅值功能，其正弦波、三角波頻率調節范圍：0.1-50HZ 輸出幅值：1.0-1.5V，方波頻率調節范圍：1Hz-1KHz 輸出幅值：5V。

（1）開機：打開電源，機器進入初始化狀態，此時輸出正弦波。

（2）其中7個按鍵引出的7個線分別接單片機的P1.0—P1.7口，KEY1用來切換輸出波形，初始輸出正弦波，按一次改為輸出三角波，再按一次改為輸出方波，KEY2和KEY3用來調節頻率的加1減1，KEY4和KEY5用來調節頻率的加0.1減0.1，KEY6和KEY7用來調節振幅的加減。當按KEY2時輸出波形的頻率增加1，按KEY3時輸出波形的頻率減小1，當按KEY4時輸出波形的頻率增加0.1，按KEY5時輸出波形的頻率減小0.1。當按KEY6時輸出波形的幅度增加0.1，按KEY7時輸出波形的幅度減小0.1。

參考文獻

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作者簡介：胡浩天 2001 男 漢族 江西高安 本科在讀 南昌航空大學 330063