何書偉 張文靜 沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院
示波器向來就被應(yīng)用在與電氣相關(guān)的廣大行業(yè)中,它可以把看不見的電信號變換成肉眼可見的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。利用示波器可以測量不同的量,例如電流、電壓、頻率、相位、幅度等等。這次我們要用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個示波器?;贏T89C51 單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn),我們選擇它來進(jìn)行設(shè)計(jì)。我們首先假設(shè)了一個方案,對此展開設(shè)計(jì),并進(jìn)行模擬操作,最終驗(yàn)證了我們設(shè)計(jì)的結(jié)果。
一、設(shè)計(jì)思路
所設(shè)計(jì)簡易波形發(fā)生器,能夠輸出至少2 種波形,每一種波形的幅值3V,周期自定義,保證f=12Mhz。經(jīng)過討論,我們選擇方波和鋸齒波作為可視波形,使用Keil 編程軟件和ISIS7 professional 仿真軟件先對其進(jìn)行模擬,若模擬成功,則進(jìn)行實(shí)物連接測試,若不成功,則重新設(shè)計(jì)方案。鑒于實(shí)物測試的特殊性,本次論文僅討論設(shè)計(jì)與模擬兩部分。
二、所選C51 單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
AT89C51 單片機(jī)體積非常細(xì)小,方便插入到用戶板中,插入時緊貼用戶板,不用連接電纜,這樣可以有效地減少運(yùn)行中的干擾,避免仿真時出現(xiàn)莫名其妙的故障。同時,該單片機(jī)使用簡單并且節(jié)約成本,方便初學(xué)者設(shè)計(jì)。
三、仿真電路設(shè)計(jì)
本次仿真電路設(shè)計(jì)使用Atmel 公司旗下的AT89C51 單片機(jī)結(jié)合Keil 編程軟件和ISIS7 professional 仿真軟件完成。所需材料AT89C51、30pF CAP、CAPELEC、CRYSTAL、10K RES、BUTTON、LM358N、POWER、GROUND、DAC0832、RESPACK-8 另附導(dǎo)線若干,網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號若干。
四、程序設(shè)計(jì)思路與程序流程
DAC0832 設(shè)置為直通方式,運(yùn)算放大器選擇LM358N,單片機(jī)P1 口連接DAC0832 的數(shù)據(jù)線。P3.0 接控按鈕,用ISIS7 Professional 提供的虛擬示波器顯示方波、鋸齒波或三角波。按設(shè)計(jì)要求選取元器件。在Proteus 中設(shè)計(jì)波形發(fā)生器電路
圖1 設(shè)計(jì)圖
五、電路仿真圖(見圖1)
六、結(jié)語
本文探討了基于AT89C51 單片機(jī)的示波器設(shè)計(jì),能夠體現(xiàn)簡易性及可控性等諸多優(yōu)良特性。利用單片機(jī)對各種示波器進(jìn)行設(shè)計(jì),其優(yōu)點(diǎn)在于穩(wěn)定性高、方便維護(hù)以及操作簡單,但它的缺點(diǎn)也較明顯,即難以滿足較為復(fù)雜的功能,這是值得我們思考的問題,在未來的學(xué)習(xí)中,我們會學(xué)到更多的單片機(jī)原理,并且運(yùn)用不同的單片機(jī)對不同的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于筆者對單片機(jī)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識程度有限,本文難免出現(xiàn)錯誤和疏漏,誠懇地歡迎各位前輩和同仁的批評指正。