8.2简易波形发生器 课件(共16张PPT)- 中职《单片机应用技术（C语言 第二版）》同步教学（劳动版）

(课件网) 在单片机应用系统中常需要用单片机作为信号源，为电路提供模拟信号。本任务以按键控制单片机系统，通过DAC0832输出三角波和正弦波，要求输出频率为100 Hz。 任务提出 任务二 简易波形发生器 根据任务目标，需要控制DAC0832输出模拟电压形成正弦波和三角波。这两种不同的波形频率均为100 Hz。两个波形的区别是按指定顺序依次输出不同的模拟电压。 为了实现按键选择输出不同的波形，系统硬件以单片机最小系统为控制核心，增加按键电路，同时将单片机的数据连接到DAC0832的数据接口，即可形成波形发生器的基本硬件电路。整个系统的框图如图所示。 任务分析 简易波形发生器硬件系统框图 在数字化处理系统中，往往需要对模拟信号进行抽样处理。所谓抽样，就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔抽取一个瞬时幅度值（样值）。在进行模拟/数字信号的转换过程中，当抽样频率大于信号中最高频率的2倍时，抽样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，这一原理称为抽样定理，又称奈奎斯特定理。一般实际应用中，要求采样频率为信号最高频率的5～10倍。 相关知识 在实际应用中还应注意在抽样前后对模拟信号进行滤波，把高于1/2抽样频率的频率滤掉，这是抽样中必不可少的步骤。 抽样定理说明一个连续模拟信号完全可用离散样本值表示。可以用抽样的方式将模拟信号变为离散的数字信号，这样数字信号又可以还原出原模拟信号。 一、硬件设计 根据任务目标和任务分析，本任务由单片机最小系统、按键及DAC0832相关电路组成。 任务实施 在本任务中，选择DAC0832的基准电压为5 V，在DAC0832的输出端采用运算放大器NE5534将输出电流转换为模拟电压，故输出电压范围为0~-5 V，在电路中NE5534采用±9 V供电。如果要得到纯交流信号，可以在运放的输出端串接一隔直流的电容，也可以使用运算电路平移电平实现。 本任务通过两只按键控制输出波形，将按键直接接在单片机的外部中断引脚上，可使用外部中断检测按键。 通过硬件电路和元器件的选择，本任务中单片机应用系统的硬件电路如图所示。 简易波形发生器电路原理图 二、软件设计 本系统中DAC0832采用直通工作方式，所以只需向单片机P3端口直接赋值，就能从DAC0832的电流输出端所接运算放大器NE5534的输出引脚得到所需要的模拟电压信号。 根据任务要求，由按键控制电路输出波形，所以在程序中必须要检测这两个按键。而这两个键连接在外部中断的两个引脚上，最简单、有效的方法是使用外部中断的方式。同时，因为只要检测到键按下就转换到相应的状态，所以不需要按键的消抖，并且外部中断应使用边沿触发的方式。本任务中设置P3.2所接按键功能为输出三角波，设置P3.3所接按键功能为输出正弦波。 切换输出方式时，使用一个全局变量作为波形标志，规定其值为1时为三角波状态，值为2时为正弦波状态。在系统初始化时，将波形标志初始化为0，不输出信号，此时规定输出为0，则在外部中断0中将该标志设置为1，在外部中断1中将该标志设置为2即可实现输出波形的切换。 对于输出信号的频率，由于这里只是一个演示程序，设置其输出为100 Hz，即每个周期需要10 ms，为了方便，将每个周期的输出确定为250个点，则每两个不同的输出值之间就相差40 μs。对于这个固定的时间间隔，程序中采用定时中断完成。为了保证定时的准确，在定时中断服务程序中设置一个标志。在主程序中，当时间标志出现的时候，根据波形标志的不同，输出不同的数值，以输出规定的波形。 下面分析使用DAC0832输出三角波和正弦波的具体控制程序。 1.三角波的输出 从单片机传输到DAC的数字量最小变化量为1，当输入数字量变化1时，数/模转换器对应输出的模拟量的大小就是其分辨率， ... ...