任务一 制作锯齿波信号发生器（2）（课件）-《单片机技术及应用》(高教版第四版) 同步精品课堂

任务一 制作锯齿波信号发生器（2） 单片机技术及应用 同步精品课堂 高等教育出版社第 4 版 1 掌握绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图的方法 能够搭接锯齿波信号发生器电路 掌握使用 C51 编程控制 DAC0832 产生锯齿波信号 学会使用 Proteus 进行仿真调试程序 理解锯齿波信号发生器的电路原理和编程实现 了解程序流程图的绘制思路 学会焊接锯齿波信号发生器模块电路板 掌握使用 Protel DXP 2004 绘制原理图、Proteus 进行仿真调试的操作 在电子电路设计中，锯齿波信号发生器是常见的信号源。 今天我们将详细学习如何制作一个锯齿波信号发生器，从电路原理图绘制到最终的波形测量。 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 采用D/A转换芯片DAC0832制作一个信号发生器，要求其能够输出锯齿波信号。 任务描述 其作用是将数字信号转换成模拟信号 1.什么是D/A转换? 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 ① 启动 Protel DXP 2004，新建一个电路原理图文件，其文件名为 “锯齿波信号发生器模块电路原理图”。 绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图 - 启动软件与新建文件 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 ② 在元件库 “Miscellaneous Connectors.IntLib” 中查找 “Header 5”（1 个电源插座）、“Header 8”（1 个 I/O 口插座）和 “Header2”（1 个波形输出插座），拖入工作窗口。 ③ 在元件库 “NSC Converter Digital to Analog.IntLib” 中查找 DAC0832，拖入工作窗口。 ④ 在元件库 “ST Operational Amplifier.IntLib” 中查找运算放大器 μA741，拖入工作窗口。 绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图 - 查找并拖入元件 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 ⑤ 绘制如图所示的电路。 ⑥ 保存该文件。 绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图 - 查找并拖入元件 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 ① 根据锯齿波信号发生器模块电路元件清单（表中所示）选取元件，用万用表检测元件的好坏。 焊接锯齿波信号发生器模块电路板 - 元件选取与检测 名称 标号 规格 数量 电位器 RP1 10kΩ 1 波形输出端口插座 P3 2 针 1 电源插座 P1 5 针 1 D/A 转换器 U1 20 脚 1 运算放大器 U2 8 脚 1 DIP 插座 20 脚 1 DIP 插座 8 脚 1 数据输出端口插座 P2 8 脚 1 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 ② 绘制元件布局图，在万能电路板上依次进行元件的排列、插装。 ③ 按工艺要求焊接元件，背面用直径为 0.5 ~ 1mm 的导线连接，直到所有的元件连接并焊完为止。 焊接锯齿波信号发生器模块电路板 - 元件布局与插装 搭接电路 使用最小系统电路板、锯齿波信号发生器模块电路板搭接电路。 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 新建相应的工程文件和 C51 源程序文件，输入以下代码： 编程 - 新建文件与代码引入 //用DAC0832产生锯齿波电压 #include<reg51.h>                                       //包含单片机寄存器的头文件 #include<absacc.h>                                     //包含对片外存储器地址进行操作的头文件 //CS为P2.7引脚，WR为P3.6引脚 void main(void){     unsigned char i;     while(1)     {         for(i = 0; i < 255; i++)         {             XBYTE[0x7fff] = i;          //将数据i送入片外地址07FFFH, 实际上就是通过P0口将数据送入DAC0832         }     }} 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 DAC0832 采用绝对地址访问方式，C51 采用绝对地址访问时需要包含头文件 “absacc.h”。 根据电路连接方式，计算片外存储器地址。本任务中，单片机 P2.7 引脚与 DAC0832 的片选信号 CS 端相连，低电平有效，其二进制数表示的地址见下表，转换成十六进制地址为 0x7fff。 编程 - 绝对地址访问方式 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 ~ P0.0 0 1 1 1 1 1 1 1 11111111 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 XBYTE [0x7fff] = i; 编程 - 数据传送过程 向 DAC0832 写入数据的方法如下： 该语句表示将数据 i 送入片外地址 0x7fff 对应的外部存储器的存储单元中，实际是通过 P0 口将单片机寄存器中的数据送入 DAC0832 内部的寄存器中，该传送过程分为两步，第一步是传送 16 位地址，高 8 位地址由 P2 口传送，低 8 位地址由 P0 口传送，地址传到 DAC0832 后被锁存；第二步是传送 8 位数据，由 P0 口传送。由此，可以看出，P0 口先传地址，再传数据，分时复用。 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 仿真调试程序 - 启动软件与选择元件 ① 启动 Proteus7.4 仿真软件，新建一个仿真文件（锯齿波信号发生器.DSN）。 ② 在主面板中选择元件选择模式 (Component Mode)，单击元件选择按钮 “P”，从元件库中选择需要的元件：单片机芯片（AT89S51）1 个、D/A 转换芯片（DAC0832）1 个、运算放大器芯片（μA741，即 UA741）1 个、电位器 1 个、电容 1 个。 ③ 连接仿真电路，添加电源端和接地端，修改元件标号和标称值。 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 仿真调试程序 - 连接电路与观察波形 ④ 双击芯片 AT89S51，在弹出的对话框中加载 HEX 文件（锯齿波信号发生器.HEX），修改时钟频率为 12 MHz。 ⑤ 在主面板中选择虚拟仪器模式（Virtual Instruments Mode），在信号输出端加一台虚拟示波器。 ⑥ 单击仿真按钮，用虚拟示波器观察仿真输出的波形。 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 仿真调试程序 - 连接电路与观察波形 锯齿波信号发生器仿真电路图 任务一 制作锯齿波信号发生器- 任务实施 下载程序，验证功能 将单片机芯片插入编程器的ZIF插座中并锁紧，将编程器与计算机用USB数据线连接。 ② 启动 EasyPRO Programmer,选取单片机型号为AT89C51。 ③ 加载 HEX 文件。 ④ 单击“操作一键通”,完成单片机程序的下载。 ⑤ 将单片机芯片插到最小系统板的ZIF 插座处，然后打开电源开关观察 LED 的亮灭。 随堂检测1 在绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图时，从哪个元件库中查找 DAC0832？ 答案：在元件库 “NSC Converter Digital to Analog.IntLib” 中查找 DAC0832。 在编程中，向 DAC0832 写入数据时，P0 口的作用是什么？ 答案：P0 口先传送 16 位地址中的低 8 位地址，地址传到 DAC0832 后被锁存；然后传送 8 位数据。即 P0 口先传地址，再传数据，分时复用。 随堂检测2 焊接锯齿波信号发生器模块电路板时，元件排列插装前需要做什么？ 答案：根据锯齿波信号发生器模块电路元件清单选取元件，用万用表检测元件的好坏，并绘制元件布局图。 在仿真调试程序时，如何观察仿真输出的波形？ 答案：在主面板中选择虚拟仪器模式，在信号输出端加一台虚拟示波器，单击仿真按钮，用虚拟示波器观察仿真输出的波形。 随堂检测3 说明 “XBYTE [0x7fff]=i” 语句的传送过程。 答案：“XBYTE [0x7fff]=i” 语句的传送过程分为两步。第一步是传送 16 位地址，高 8 位地址由 P2 口传送，低 8 位地址由 P0 口传送，地址传到 DAC0832 后被锁存；第二步是传送 8 位数据，由 P0 口传送。由此可知，P0 口先传地址，再传数据，是分时复用的。 编程时，“XBYTE [0x7fff]=i”语句中，P0 口只传送数据，不传送地址。（ ） 答案：× 解析：“XBYTE [0x7fff]=i” 语句传送过程中，P0 口先传地址（低 8 位地址），再传数据，是分时复用的，所以该说法错误。 随堂检测4 简述制作锯齿波信号发生器的步骤。 答案：①　绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图：启动 Protel DXP 2004，新建文件，在相应元件库中查找并拖入所需元件，绘制电路，最后保存文件。 ②　焊接锯齿波信号发生器模块电路板：根据元件清单选取元件并检测好坏，绘制元件布局图，进行元件排列. 插装，按工艺要求焊接元件。 ③　搭接电路：使用最小系统电路板. 锯齿波信号发生器模块电路板搭接电路。 ④　绘制程序流程图：自行绘制。 ⑤　编程：新建工程文件和 C51 源程序文件，输入相应代码。 ⑥　仿真调试程序：启动 Proteus7.4 仿真软件，新建仿真文件，选择元件，连接仿真电路，加载 HEX 文件，添加虚拟示波器，观察波形。 ⑦　下载程序，用示波器测量其输出波形。 1 讨论在编程中，如何调整锯齿波的频率和幅度。分析在仿真调试过程中，可能出现的问题及解决方法。 1. 绘制锯齿波信号发生器模块电路原理图 任务一 制作锯齿波信号发生器（2） 2. 焊接锯齿波信号发生器模块电路板 元件选取与检测 元件布局与插装 焊接元件 启动与新建文件 查找与拖入元件 绘制电路 保存文件 新建文件与代码引入 绝对地址访问方式 数据传送过程 3. 搭接电路 4. 绘制程序流程图 5. 编程 6. 仿真调试程序 感谢观看 24 $$