基于AT89C51單片機的示波器設計

何書偉 張文靜 沈陽工學院信息與控制學院

示波器向來就被應用在與電氣相關的廣大行業中，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設計一個示波器。基于AT89C51 單片機的優點，我們選擇它來進行設計。我們首先假設了一個方案，對此展開設計，并進行模擬操作，最終驗證了我們設計的結果。

一、設計思路

所設計簡易波形發生器，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 仿真軟件先對其進行模擬，若模擬成功，則進行實物連接測試，若不成功，則重新設計方案。鑒于實物測試的特殊性，本次論文僅討論設計與模擬兩部分。

二、所選C51 單片機的優點

AT89C51 單片機體積非常細小，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行中的干擾，避免仿真時出現莫名其妙的故障。同時，該單片機使用簡單并且節約成本，方便初學者設計。

三、仿真電路設計

本次仿真電路設計使用Atmel 公司旗下的AT89C51 單片機結合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 另附導線若干，網絡標號若干。

四、程序設計思路與程序流程

DAC0832 設置為直通方式，運算放大器選擇LM358N，單片機P1 口連接DAC0832 的數據線。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。按設計要求選取元器件。在Proteus 中設計波形發生器電路

圖1 設計圖

五、電路仿真圖（見圖1）

六、結語

本文探討了基于AT89C51 單片機的示波器設計，能夠體現簡易性及可控性等諸多優良特性。利用單片機對各種示波器進行設計，其優點在于穩定性高、方便維護以及操作簡單，但它的缺點也較明顯，即難以滿足較為復雜的功能，這是值得我們思考的問題，在未來的學習中，我們會學到更多的單片機原理，并且運用不同的單片機對不同的問題進行設計。由于筆者對單片機的學習和認識程度有限，本文難免出現錯誤和疏漏，誠懇地歡迎各位前輩和同仁的批評指正。