基于AT89C51單片機(jī)的示波器設(shè)計(jì)

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(hào)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(cè)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(gè)示波器。基于AT89C51 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(gè)方案，對(duì)此展開設(shè)計(jì)，并進(jìn)行模擬操作，最終驗(yàn)證了我們?cè)O(shè)計(jì)的結(jié)果。

一、設(shè)計(jì)思路

所設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(duì)其進(jìn)行模擬，若模擬成功，則進(jìn)行實(shí)物連接測(cè)試，若不成功，則重新設(shè)計(jì)方案。鑒于實(shí)物測(cè)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(shí)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(shí)出現(xiàn)莫名其妙的故障。同時(shí)，該單片機(jī)使用簡(jiǎn)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(hào)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(jiǎn)易性及可控性等諸多優(yōu)良特性。利用單片機(jī)對(duì)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(jiǎn)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(huì)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(duì)不同的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于筆者對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)程度有限，本文難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和疏漏，誠(chéng)懇地歡迎各位前輩和同仁的批評(píng)指正。