利用單片機(jī)和DA轉(zhuǎn)換產(chǎn)生各種信號(hào)的方法

1、精選文檔利用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生各種信號(hào)的方法崇州市職業(yè)中專學(xué)校 陳貴清摘要：在單片機(jī)學(xué)習(xí)中，有關(guān)于D/A轉(zhuǎn)換的內(nèi)容。我們可以巧妙利用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生一些常用的信號(hào)波形，以供利用。通過編寫程序，可以在電路基本不變的情況下獲得不同類型、不同頻率和不同幅度的波形。編寫程序，最重要的是思路，本文就利用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生各種信號(hào)的方法進(jìn)行簡單的闡述。關(guān)鍵詞：單片機(jī) D/A轉(zhuǎn)換 DAC0832 方波產(chǎn)生 三角波產(chǎn)生 鋸齒波產(chǎn)生利用單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生一些電路所需要的各種信號(hào)，如方波，鋸齒波，三角波等。應(yīng)用的方式各不相同，但方法大同小異，本文就對(duì)產(chǎn)生信號(hào)的方法，思路做一定的分析

2、?，F(xiàn)在應(yīng)用廣泛的MCS-51系列單片機(jī)，價(jià)格低廉，功能強(qiáng)大。讓它和D/A轉(zhuǎn)換器搭檔，可以獲得理想的輸出信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換器按分辨率分為：8位、10位和12位。位數(shù)越高，最低一位數(shù)字引起模擬量幅度的變化量越小，精度越高。本文以89C51單片機(jī)和8位的DAC0832為例進(jìn)行說明。一、DAC0832的特性DAC0832是一種常用的DAC芯片，其主要特性如下：1、 分辨率為8位。2、 電流型輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果需要電壓輸出時(shí)，可在其IOUT1、IOUT2輸出端加運(yùn)算放大器，將電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)輸出。3、 片內(nèi)兩級(jí)緩沖，可實(shí)現(xiàn)直接輸入，雙緩沖輸入和單緩沖輸入三種工作方式。4、 DIP20封裝，單電源供電，

3、電壓范圍為+5-15V。其引腳可參看圖1中的DAC0832，引腳功能可參看相關(guān)芯片手冊。、二、利用DAC0832單緩沖方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出所謂單緩沖方式是指8位輸入寄存器和8位DAC寄存器其中之一處于直通方式，而另一個(gè)處于受控鎖存方式。 圖1：單片機(jī)與DAC0832的接口電路圖要實(shí)現(xiàn)這種方式，我們需將ILE接高電平，WR1、WR2接單片機(jī)WR，XFER接地。CS作為片選控制，低電平有效。電路原理圖如圖1所示。由于DAC0832輸出的是電流信號(hào)，因此在其輸出端連接了運(yùn)算放大器作轉(zhuǎn)換，得到電壓輸出。圖1中DAC0832處于單極性電壓輸出，當(dāng)單片機(jī)輸出數(shù)字量為全“0”時(shí)，輸出電壓U0=0V，當(dāng)單片機(jī)輸出

4、數(shù)字量為全“1”時(shí)，輸出電壓U0=+5V。原則上，片選CS必須為低電平DAC0832才能啟動(dòng)工作，因此與CS連接的地址線必須為“0”。圖1中，P2.7必為“0”，則地址應(yīng)為0111111111111111B，換算為16進(jìn)制，則為7FFFH。若我們將CS與P2.0相連接，則P2.0必為“0”，則相應(yīng)的地址變?yōu)?111111011111111B，換算為16進(jìn)制，則為0FEFFH。執(zhí)行以下指令，就可以啟動(dòng)DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換：MOV A，#XXH ；將待轉(zhuǎn)換的8位單片機(jī)數(shù)字量#XXH送入累加器A中。MOV DPTR，7FFFH ；將啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換的地址送入到DPTR中。MOVC DPTR，A

5、 ；將數(shù)字量送入DAC0832，啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓。三、產(chǎn)生各種信號(hào)的方法。制作好電路，接下來只要編寫不同的程序，就可以產(chǎn)生各種不同的信號(hào)。根據(jù)需要，首先我們應(yīng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，找出信號(hào)變化的規(guī)律，在程序編寫時(shí)，讓單片機(jī)的數(shù)字量按照相應(yīng)的規(guī)律輸出到D/A轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，就可以得到我們想要的波形。1、 方波的產(chǎn)生圖2：方波的波形圖（其中：t1是正半周時(shí)間，t2為負(fù)半周時(shí)間）通過觀察，要產(chǎn)生方波，需要DAC0832在t1時(shí)間內(nèi)輸出高電平，在t2時(shí)間內(nèi)輸出低電平（方波t1=t2）。轉(zhuǎn)移到單片機(jī)程序就要求在t1時(shí)間內(nèi)，單片機(jī)的輸出數(shù)字量為全“1”，在t2時(shí)間內(nèi)，單片機(jī)的輸出數(shù)字量為全

6、“0”。其流程圖和程序如下：ORG 0000HSJMPMAINORG 0030HMAIN：MOV DPTR，#7FFFH ；送啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換地址OUT1：MOV A，#0FFH ；送全1數(shù)字量到A，轉(zhuǎn)換為高電平方波發(fā)生信號(hào)流程圖 MOVX DPTR ；A ；啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換，輸出高電平 ACALL DELAY ；延時(shí)，保持一直輸出高電平 OUT0：MOV A,#00H ；送全0數(shù)字量到A，轉(zhuǎn)換為低電平 MOVX DPTR,A ；啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換，輸出低電平 ACALL DELAY ；延時(shí)，保持一直辦出低電平 SJMP OUT1 ；跳到OUT1繼續(xù)執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換 DELAY: MOV R7,#0FF

7、H ；延時(shí)子程序，控制頻率LOOP: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,LOOP RET END 在上面的程序中，改變指令MOV A，#0FFH中的立即數(shù)，就可以改變輸出高電平值；改變延時(shí)子程序的指令MOV，R7，#0FFH或MOV R6，#0FFH中的立即數(shù)，就可以改變輸出方波的頻率。另外，在OUT1和OUT0中采用不同時(shí)間的延時(shí)子程序，調(diào)整t1,t2就可以改變方波的占空比。2、 鋸齒波的產(chǎn)生 圖3：鋸齒波的波形圖（t為周期）觀察波形圖，鋸齒波的特點(diǎn)是：輸出電壓由0電平遞增到高電平，再直接跌落回0電平開始周期循環(huán)。因此單片機(jī)的數(shù)字量由#00H遞增到#0FFH，再跳

8、回到#00H重復(fù)執(zhí)行。其流程圖和程序如下：鋸齒波發(fā)生信號(hào)流程圖 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0030HMAIN： MOV DPTR，#7FFFH ；送啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換地址 CLR ALOOP： MOVX DPTR，A INC A ；數(shù)字量遞增1 ACALL DELAY SJMP LOOPDELAY：MOV R7,#0FFH ；延時(shí)子程序，控制頻率LOOP1: MOV R6,#0FFHDJNZ R6,$ DJNZ R7,LOOP1 RET END 在上面程序中，改變延時(shí)子程序的指令MOV R7，#0FFH和MOV R6,#0FFH中的立即數(shù)#0FFH，就可以改變輸出鋸齒波的頻率

9、，立即數(shù)延時(shí)越小，則輸出鋸齒波頻率越高。3、 三角波的產(chǎn)生圖4：三角波的波形圖觀察三角波的波形圖，可知，三角波在t1時(shí)間內(nèi)，輸出電壓由0電平遞增到高電平，再在t2時(shí)間內(nèi)由高電平遞減到0電平，然后開始循環(huán)。因此，單片機(jī)的數(shù)字量也應(yīng)該是由“#00H”遞增到“#0FFH”，再遞減到“#00H”重復(fù)執(zhí)行。其流程圖和程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV DPTR,#7FFFH ；送啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換地址 CLR A MOV R1,#0FFHLOOP1:MOVX DPTR,AINC A ；數(shù)字量遞增1ACALL DELAYDJNZ R1,LOOP1MOV R

10、1,#0FFHLOOP2:MOVX DPTR,A DEC A ；數(shù)字量遞減1 ACALL DELAY DJNZ R1,LOOP2 MOV R1,#0FFH SIMP LOOP1DELAY:MOV R7,#0FFH ；延時(shí)子程序，控制頻率DEL: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,DEL RET END三角波發(fā)生信號(hào)流程圖在上面程序中，改變延時(shí)子程序的指令MOV R7，#0FFH和MOV R6,#0FFH中的立即數(shù)#0FFH，就可以改變輸出三角波的頻率，立即數(shù)延時(shí)越小，則輸出三角波頻率越高。其它波形編寫的思路與此相仿，該電路還可以進(jìn)行擴(kuò)展，通過用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，T1精確設(shè)定延時(shí)，來控制輸出波形的頻率。編好程序，用鍵盤來調(diào)節(jié)電路的輸出波形和頻率，用數(shù)碼顯示