基于单片机的波形记录器的设计(含电路原理图,程序)

基于单片机的波形记录器的设计(含电路原理图,程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文16700字,程序,答辩PPT)
摘 要
波形记录在教学科研和地质勘测等方面有着广泛的应用，波形的记录也方便后期对图形的分析和运算，对频谱的分析和曲线相关性分析等操作。通用电子示波器价格低廉，是配备的常规仪器，但不具备信号记录功能。因此，设计一种信号波形记录器，使之能与通用电子示波器结合，用来观测非重复性信号波形，是很有实际意义的。
本论文是基于单片机而设计的波形记录器，波形存储系统配备了A/D转换器、数据存储器、采用双极性输出的D/A转换器等器件。系统有八个输入通道，采用分区储存波形。同时给外部数据存储器配置了掉电保护电路，可长期保存数据。设计中采用自顶向下的方法，系统共有四个功能模块：输入电路、键盘和显示电路、控制和存储电路以及输出电路。该设计使波形记录与通用电子很好的结合在一起，具有很强的实用性。

关键词：单片机；电子示波器；D/A转换器

Abstract
The waveform recording has been widely used in the teaching scientific research, the geological research and so on. Waveform recording is also convenient for our later on graphical analysis and calculation, spectrum analysis, correlation analysis and other operation curve. Universal electronic oscilloscope low prices, we are equipped with conventional instruments, but does not have the signal recording function, therefore, to design a signal waveform recorder, which can combine with general electronic oscilloscope, to observe the non-repetitive signal waveform, is of great practical significance.
This paper is based on the single chip microcomputer and the design of the waveform recorder, waveform storage system equipped with a A/D converter, data memory, using bipolar output prosperity D/A converter device. The system has eight input channels, using partition stored waveform. At the same time to the external data memory configured to drop the electricity protection circuit, can be long-term preservation of data. The design of using top-down method, the system has four modules: input circuit, keyboard and display circuit, control circuit and the storage circuit and an output circuit. The design enables the waveform record and electronic together well, has the very strong practical.

Keywords: Single-chip microcontroller; electronic oscilloscope; D/A converter

本论文研究内容
本次设计的主要内容是学习和运用AT89S52单片机和8位D/A转换芯片DAC0832共同实现正弦波、方波、三角波、锯齿波这四种常见波形的发生。并且可以接收外接键盘输入而在一定范围内改变频率。通过该课题的设计掌握以AT89S52为核心的单片机系统的软硬件开发过程和基本信号的产生原理、测量及误差分析方法。同时掌握了函数发生器系统的设计流程。软件方面主要是应用C语言设计程序。该系统的软件可运行于Windows XP环境下，硬件电路设计具有典型性。同时本系统中任何一部分电路模块均可移植于实用开发系统的设计中，电路设计具有实用性。

系统功能分析
    根据系统设计的要求，系统的主要工作为被测信号的采样、存储和重现信号波形。
被测信号的采样、存储和重现信号波形过程如下：
1.被测信号的采样、存储  输入的被测信号的大小是一个可变化的值，在进行A/D转换前，信号通过调理，以适合A/D转换器。单片机在启动A/D转换时还需考虑到与信号的同步问题。同时信号的采样次数和存储地址的分配也要求合理设计。每完成一次采样，A/D转换器向单片机申请中断，单片机接受中断，转入中断处理。在中断处理中保存采样数据。
2.重现信号波形：波形重构是通过D/A转换器不断快速重复地把A/D转换过程中存储在数据存储器中的数字信号进行D/A转换，并按固定频率输出至通用模拟示波器完成的。为了使呈现在示波器屏幕上的波形清晰无闪烁，D/A转换必须足够快。
通过初步的分析与思考，将本系统配合通用示波器，需实现如下功能：
1.采样存储的基本功能：将通用示波器难以观察的单次变化的信号转换为周期性的重复信号，实现对单次变化的信号进行连续的观察；并且，系统中的RAM需设有掉电保护措施，系统即使经关机断电后还能随时再现原来的波形信号，达到了采样存储示波器的记忆功能效果。
2.慢扫描的基本功能：缓慢变化的信号，先经慢速的A/D采样，然后再以几倍的速度进行D/A转换，使信号波形的时间轴得以压缩，压缩的效果等效于示波器扫描速度的减小，使通用示波器具备观察变化慢的信号的功能。
 

目 录
第1章 概 述    1
1.1设计背景与研究现状    1
1.2课题的意义    2
1.3本论文研究内容    2
第2章 系统设计方案    3
2.1设计思路    3
2.2系统功能分析    3
2.3总体设计思想    4
2.4本章小结    4
第3章 硬件设计    5
3.1单片机概述    5
3.2液晶显示电路    11
3.3输出电路    16
3.4蜂鸣电路    18
3.5本章小结    19
第4章 软件设计    20
4.1主程序的设计    20
4.2 A/D转 换子程序的设计    22
4.3 D/A转换子程序的流程图    23
4.4软件抗干扰措施    26
4.5本章小结    26
第5章 调试分析    27
        5.1 KEIL51软件简介    27
        5.2调试步骤    29
5.3调试演示    30
5.4本章小结    33
结 论    34
参考文献    35
致 谢    36
附 录1    37
附 录2    38