51单片机波形发生器设计包含仿真和原理图文件

coolice · 发表于 2020-2-19 17:08:17

波形发生器，可产生方波，正弦波，三角波，锯齿波，步进频率可调，幅值

51单片机波形发生器仿真原理图.zip (143.3 KB, 售价: 2 E币)
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

#include<reg52.h> //包含头文件
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char //宏定义
#define uint unsigned int
sbit s1=P3^5; //定义按键的接口
sbit s2=P3^6;
sbit s3=P3^7;
sbit s4=P3^4;
sbit lcdrs=P2^7; //液晶控制引脚
sbit lcden=P2^6;
char num,boxing,u;
int pinlv=100,bujin=1,bujin1=1; //频率初始值是10Hz，步进值默认是0.1，显示步进值变量
uchar code table[]="0123456789"; //定义显示的数组
uchar code table1[]="Fout= Wave form:"; //初始化显示字符
unsigned long int m; //定义长整形变量 m
int a,b,h,num1; //定义全局变量
//自定义字符
uchar code zifu[]={ //此数组内数据为液晶上显示波形符号的自定义字符
0x0e,0x11,0x11,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x11,0x11,0x0e,0x00, //正弦波 0 1
0x00,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0x1c,0x00,
0x00,0x1c,0x04,0x04,0x04,0x04,0x07,0x00, //矩形波 2 3
0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x00,0x00,
0x00,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0x00,0x00, //三角波 4 5
0x00,0x01,0x03,0x05,0x09,0x11,0x00,0x00, //锯齿波 6
};
uchar code sin[64]={ //da输出对应电压值对应的数字量，0是0V，255是5V
135,145,158,167,176,188,199,209,218,226,234,240,245,249,252,254,254,253,251,247,243,237,230,222,213,204,193,182,170,158,
146,133,121,108,96,84,72,61,50,41,32,24,17,11,7,3,1,0,0,2,5,9,14,20,28,36,45,55,66,78,90,102,114,128
}; //正弦波取码
uchar code juxing[64]={ //一个周期是采样64个点，所以数组内是64个数据
255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,
255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
}; //矩形波取码
uchar code sanjiao[64]={
0,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,160,168,176,184,192,200,208,216,224,232,240,248,
248,240,232,224,216,208,200,192,184,176,168,160,152,144,136,128,120,112,104,96,88,80,72,64,56,48,40,32,24,16,8,0
}; //三角波取码
uchar code juchi[64]={
0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93,97,101,105,109,113,117,121,125,130,134,138,142,
146,150,154,158,162,166,170,174,178,182,186,190,194,198,202,206,210,215,219,223,227,231,235,239,243,247,251,255
}; //锯齿波取码
void delay(uint xms) //延时函数
{
int a,b;
for(a=xms;a>0;a--)
for(b=110;b>0;b--);
}
void write_com(uchar com) //写命令函数
{
lcdrs=0;
P0=com;
delay(1);
lcden=1;
delay(1);
lcden=0;
}
void write_date(uchar date) //写数据函数
{
lcdrs=1;
P0=date;
delay(1);
lcden=1;
delay(1);
lcden=0;
}
//自定义字符集
void Lcd_ram()
{
uint i,j,k=0,temp=0x40;
for(i=0;i<7;i++)
{
for(j=0;j<8;j++)
{
write_com(temp+j);
write_date(zifu[k]);
k++;
}
temp=temp+8;
}
}
void init_lcd() //初始化函数
{
uchar i;
lcden=0; //默认开始状态为关使能端，见时序图
Lcd_ram();
write_com(0x0f);
write_com(0x38); //显示模式设置，默认为0x38,不用变。
write_com(0x01); //显示清屏，将上次的内容清除，默认为0x01.
write_com(0x0c); //显示功能设置0x0f为开显示，显示光标，光标闪烁；0x0c为开显示，不显光标，光标不闪
write_com(0x06); //设置光标状态默认0x06,为读一个字符光标加1.
write_com(0x80); //设置初始化数据指针，是在读指令的操作里进行的
for(i=10;i<20;i++) //显示初始化
{
write_date(table1[i]); //显示第一行字符
}
write_com(0x80+0x40); //选择第二行
for(i=0;i<9;i++)
{
write_date(table1[i]); //显示第二行字符
}
write_com(0x80+10); //选择第一行第十个位置
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1); //显示自定义的波形图案
write_com(0x80+0x40+0x09); //选择第二行第九个位置
write_date(' ');
write_date('1');
write_date('0');
write_date('.');
write_date('0');
write_date('H');
write_date('z'); //显示初始的频率值
}
void initclock() //定时器初始化函数
{
TMOD=0x01; //定时器的工作方式
TH0=a;
TL0=b; //定时器赋初值
EA=1; //打开中断总开关
ET0=1; //打开定时器允许中断开关
TR0=1; //打开定时器定时开关
}
void display() //显示函数
{
uchar qian,bai,shi,ge; //定义变量用于显示
qian=pinlv/1000; //将频率值拆成一位的数据，将数据除以1000，得到的商是一位数，赋值给qian
bai=pinlv%1000/100; //将频率除以1000的余数再除以100就得到了频率的百位，赋值给bai
shi=pinlv%1000%100/10; //同上，得到频率的十位
ge=pinlv%1000%100%10;
write_com(0x80+0x40+0x09); //选中第二行第九个位置
if(qian==0) //千位如果为0
write_date(' '); //不显示
else //千位不为0
write_date(table[qian]); //正常显示千位
if(qian==0&&bai==0) //千位和百位都为0
write_date(' '); //百位不显示
else //不都为0
write_date(table[bai]); //百位正常显示
write_date(table[shi]); //显示十位数
write_date('.'); //显示小数点
write_date(table[ge]); //显示个位
write_date('H'); //显示频率的单位Hz
write_date('z');
if(boxing==0) //判断波形为正弦波
{
write_com(0x80+10); //选中一行频率图案位置
write_date(0); //显示正弦波图案
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
}
if(boxing==1) //注释同上
{
write_com(0x80+10);
write_date(2);
write_date(3);
write_date(2);
write_date(3);
write_date(2);
write_date(3);
}
if(boxing==2)
{
write_com(0x80+10);
write_date(4);
write_date(5);
write_date(4);
write_date(5);
write_date(4);
write_date(5);
}
if(boxing==3)
{
write_com(0x80+10);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
}
}
void keyscan() //频率调节键盘检测函数
{
if(s1==0) //加按键是否按下
{
EA=0; //关闭中断
delay(2); //延时去抖
if(s1==0) //再次判断
{
while(!s1); //按键松开
pinlv+=bujin; //频率以步进值加
if(pinlv>1000) //最大加到100Hz
{
pinlv=100; //100Hz
}
display(); //显示函数
m=65536-(150000/pinlv);//计算频率
/*频率值最小是10Hz，pinlv的值是100（因为要显示小数点后一位）,150000/100=1500，这个1500就是定时器需要计时的，单位是us，65536-1500得到的是定时器的初值，
先不管初值，先看定时时间，1500us，一个波形的周期是由64个定时组成的，所以，一个波形周期就是64*1500us=96000，也就是96ms，约等
于100ms，也就是10Hz的频率*/
a=m/256; //将定时器的初值赋值给变量
b=m%256;
EA=1; //打开中断总开关
}
}
if(s2==0) //减按键按下
{
delay(5);
if(s2==0)
{
EA=0;
while(!s2);
pinlv-=bujin; //频率以步进值减
if(pinlv<100)
{
pinlv=1000;
}
display();
m=65536-(150000/pinlv);
a=m/256;
b=m%256;
EA=1;
}
}
if(s3==0) //波形切换按键
{
delay(5);
if(s3==0)
{
EA=0;
while(!s3);
boxing++; //波形切换
if(boxing>=4) //4种波形
{
boxing=0;
}
display();
EA=1;
}
}
}
void bujindisplay() //步进值设置界面显示程序
{
uint bai,shi,ge; //定义步进值百十个位
bai=bujin1/100; //将步进值除以100得到百位，也就是频率值的十位，因为有一个小数位
shi=bujin1%100/10; //将步进值除以100的余数除以十得到十位
ge=bujin1%100%10; //取余10后得到个位，也就是频率步进值的小数点后一位
write_com(0x80+11); //选中液晶第一行第十一列
if(bai==0) //百位是否为0
write_date(' '); //百位不显示
else //百位不为0
write_date(table[bai]); //显示百位数据
write_date(table[shi]); //显示十位数据
write_date('.'); //显示小数点
write_date(table[ge]); //显示个位，也就是小数点后一位
}
void bujinjiance() //步进值设置键盘程序
{
if(s4==0) //步进设置按键按下
{
delay(5); //延时去抖
if(s4==0) //再次判断按键
{
while(!s4); //按键释放，按键松开才继续向下执行
h++; //变量加
if(h==1) //进入设置状态时
{
write_com(0x01); //清屏
write_com(0x80); //初始化显示步进设置界面
write_date('S');delay(1); //step value
write_date('t');delay(1);
write_date('e');delay(1);
write_date('p');delay(1);
write_date(' ');delay(1);
write_date('v');delay(1);
write_date('a');delay(1);
write_date('l');delay(1);
write_date('u');delay(1);
write_date('e');delay(1);
write_date(':');delay(1);
bujin1=bujin; //步进值赋值给临时变量
bujindisplay(); //显示步进值
}
if(h==2) //退出设置
{
h=0; //清零
bujin=bujin1; //设置好的临时步进值赋值给步进变量
init_lcd(); //初始化液晶显示
initclock(); //定时器初始化
display(); //调用显示程序
}
}
}
if(h==1) //设置步进值时
{
if(s1==0) //加按键按下
{
delay(5); //延时去抖
if(s1==0) //再次判断
{
while(!s1); //按键释放
bujin1++; //步进值加1
if(bujin1>=101) //步进值最大100，也就是10.0Hz
{
bujin1=1; //超过最大值就恢复到0.1Hz
}
bujindisplay(); //步进显示
}
}
if(s2==0) //减按键，注释同上
{
delay(5);
if(s2==0)
{
while(!s2);
bujin1--; //步进减
if(bujin1<=0)
{
bujin1=100;
}
bujindisplay();
}
}
}
}
void main() //主函数
{
init_lcd(); //调用初始化程序
m=65536-(150000/pinlv); //定时器初值
a=m/256;
b=m%256;
initclock(); //定时器初始化
while(1) //进入while循环，括号内为1，一直成立，所以也叫死循环，程序不会跳出，一直在内执行
{
if(h==0) //正常模式不是步进调节
{
keyscan(); //扫描按键
// display();
}
bujinjiance(); //扫描步进调节程序
switch(boxing) //选择波形
{
case 0 : P1=sin[u]; break; //正弦波
case 1 : P1=juxing[u]; break; //矩形波
case 2 : P1=sanjiao[u]; break; //三角波
case 3 : P1=juchi[u]; break; //锯齿波
}
}
}
void T0_time()interrupt 1 //定时器
{
TH0=a;
TL0=b; //根据不同的初值，定时器定时时间不同，达到不同频率的目的
u++; //变量加
if(u>=64) //一个周期采样64个点，所以加到64就清零
u=0; //u清零
}

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