正弦信号本身是非线性的,而其相位是线性的,如图4所示。
因此,每隔一段时间△t(时钟周期),有对应的相位变化△p,即:
p=ω△t=2πf△t
从上式可以得到合成信号的频率f为:
3 系统硬件设计
其系统硬件原理图如图5所示。
3.1 单片机选择
本系统中使用AT89C51单片机。电路板上的EA引脚可利用跳线接电源,也可接地。因此,在此管座上可以插AT89C51,AT80C31等芯片。
3.2 D/A转换电路
DAC0832与单片机的连接中对主要功能信号的处理方法如下:
图中DAC0832与AT89C51的连接方式是单缓冲方式。这种单缓冲方式是DAC0832的两个缓冲器同时受控,将CS与XFER相连受控于 AT89C51的P2.0信号,WR1和WR2相连受控于AT89C51的WR信号,由于P2.0连至DAC0832的CS,故该片的地址为FEFFH (无关位取“1”)。
3.3 开关的功能和应用
由于本设计中要用按键控制波形输出,现将各按键说明如下:
K0~K4分别与AT89C51的P1.0~P1.4相连,依次控制着锯齿波、方波、三角波、梯形波、正弦波的产生。
通过对51单片机进行D/A转换接口扩展,通过对INT0端设置按钮改变20H单元中的内容以调整频率,利用中断与查询相结合的方式进行波形选择,具体可以通过对P1口来设置完成。例P1.0为锯齿波信号选择开关,当加上电源后,自动复位电路开始工作,单片机开始工作。当K0键按下,即想要输出锯齿波时,P1.0为低电平,扫描程序调用锯齿波子程序,产生的数字信号送DAC0832进行数模转换,其输出经运算放大电路后输出锯齿波。
4 软件设计
4.1 主程序流程图
程序流程图如图6所示。
4.2 正弦波的流程图及子程序
4.2.1 流程图
流程图如图7所示。
4.2.2 子程序
5 结 语
该信号源的设计是以MCS-51单片机和DAC0832为核心元件,结合较简捷的外围电路来构建低频信号源。它能产生三角波、正弦波等5种信号,本设计采用硬件和软件相结合,电路较传统的简单且操作方便,具有一定的参考价值。