51单片机简易波形发生器程序 Proteus仿真模拟正弦波、方波、锯齿波和三角波有注释

ID:778274 · 发表于 2021-1-3 16:52

可以模拟正弦波、方波、锯齿波和三角波四种波形。
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

#include<reg52.h> //包含头文件
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char //宏定义
#define uint unsigned int
/**************定义按键的接口*************/
sbit s1=P3^5; //KEY2 频率加
sbit s2=P3^6; //KEY3 频率减
sbit s3=P3^7; //KEY1 波形选择
sbit s4=P3^4; //KEY4 步进值
sbit led0=P3^0; //正弦波指示灯
sbit led1=P3^1; //方波指示灯
sbit led2=P3^2; //三角波指示灯
sbit led3=P3^3; //锯齿波指示灯
sbit lcdrs=P2^7;//液晶读数据引脚，还有一个控制脚是RW（读），因为我们只需要向液晶里写数据系那是就好了，所以，我们直接将RW引脚接地
sbit lcden=P2^6;//使能端
char num,boxing,u; //定义全局变量
int pinlv=100,bujin=1,bujin1=1; //定义pinlv（频率）的初始值为10hz，可以根据实际情况修改 bujin表示增减频率按键按下一次的增减值初始值为0.1
uchar code table[]="0123456789"; //定义显示频率的数组
uchar code table1[]="Fout= Wave form:"; //Fout后面显示频率值；Wave form后面显示模拟波形
unsigned long int m;
int a,b,h,num1; //a b为定时器初始值变量
/************自定义字符用于显示当前示波器显示波形的模拟波形字符集可通过取模软件获取****************/
uchar code zifu[]={
0x0e,0x11,0x11,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x11,0x11,0x0e,0x00, //正弦波0 1两行
0x00,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0x1c,0x00,
0x00,0x1c,0x04,0x04,0x04,0x04,0x07,0x00, //矩形波2 3两行
0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x00,0x00,
0x00,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0x00,0x00, //三角波4 5两行
0x00,0x01,0x03,0x05,0x09,0x11,0x00,0x00, //锯齿波6一行
};
uchar code sin[64]={
135,145,158,167,176,188,199,209,218,226,234,240,245,249,252,254,254,253,251,247,243,237,230,222,213,204,193,182,170,158,
146,133,121,108,96,84,72,61,50,41,32,24,17,11,7,3,1,0,0,2,5,9,14,20,28,36,45,55,66,78,90,102,114,128
}; //正弦波取码，此数组内的数据为，da输出对应电压值对应的数字量，0是0V，255是5V
uchar code juxing[64]={
255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,
255,255,255,255,255,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
}; //矩形波取码一个周期是采样64个点，所以数组内是64个数据
uchar code sanjiao[64]={
0,8,16,24,32,40,48,56,64,72,80,88,96,104,112,120,128,136,144,152,160,168,176,184,192,200,208,216,224,232,240,248,
248,240,232,224,216,208,200,192,184,176,168,160,152,144,136,128,120,112,104,96,88,80,72,64,56,48,40,32,24,16,8,0
}; //三角波取码
uchar code juchi[64]={
0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93,97,101,105,109,113,117,121,125,130,134,138,142,
146,150,154,158,162,166,170,174,178,182,186,190,194,198,202,206,210,215,219,223,227,231,235,239,243,247,251,255
}; //锯齿波取码
void delay(uint xms) //延时函数具体延时时间根据传递的x变量决定
{
int a,b;
for(a=xms;a>0;a--)
for(b=110;b>0;b--);
}
/**********写入指令函数**********/
void write_com(uchar com)
{
lcdrs=0; //读端置0
P0=com; //往P0口写入指令即lcd地址
delay(1); //延时
lcden=1; //使能端从1变化到0 lcd执行一次读命令
delay(1);//延时
lcden=0; //使能端置0
}
/***********写入数据函数*********/
void write_date(uchar date)
{
lcdrs=1;//读端口置为1
P0=date; //数据送入P0口，写入LCD显示
delay(1); //延时
lcden=1; //同上
delay(1);
lcden=0;
}
/************自定义字符集 LCD显示模拟波形**********/
void Lcd_ram()
{
uint i,j,k=0;
uint temp=0x40;//temp为显示起始地址
for(i=0;i<7;i++) //将字符集写入
{
for(j=0;j<8;j++) //写入8个字节的字符即zifu[]的一行数据
{
write_com(temp+j);
write_date(zifu[k]);
k++;
}
temp=temp+8; //下一个字符的起始地址
}
}
/**********液晶初始化函数************/
void init_lcd()
{
uchar i;
lcden=0; //默认开始状态为关使能端，见lcd液晶时序图
Lcd_ram(); // 写入字符集
write_com(0x0f); //
write_com(0x38); //显示模式设置，默认为0x38,不用变。
write_com(0x01); //显示清屏，将上次的内容清除，默认为0x01.
write_com(0x0c); //显示功能设置0x0f为开显示，显示光标，光标闪烁；0x0c为开显示，不显光标，光标不闪
write_com(0x06); //设置光标状态默认0x06,为读一个字符光标加1.
write_com(0x80); //液晶的第一行首地址
for(i=10;i<20;i++) //将table1的wave form：显示在第一行
{
write_date(table1[i]);
}
write_com(0x80+0x40); // 液晶第二行的起始地址
for(i=0;i<9;i++) //显示初始化从table1的第1个字符显示，将table1的Fout显示在第二行
{
write_date(table1[i]);
}
write_com(0x80+10); //初始为正弦波在wave form后面显示模拟波形
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
write_com(0x80+0x40+0x09); //设置初始频率为10hz
write_date(' ');
write_date('1');
write_date('0');
write_date('.');
write_date('0');
write_date('H');
write_date('z');
}
/**********定时器初始化**********/
void initclock()
{
TMOD=0x01; //定时器工作方式1
TH0=a; //赋初值
TL0=b;
EA=1; //打开总中断
ET0=1; //打开T0中断
TR0=1; //启动定时器
}
/**********显示函数（显示模拟波形和频率以及控制提示小灯）**********/
void display()
{
uchar qian,bai,shi,ge; //只是将频率分成千位,百位,十位,个位四位显示，实际并不是1000的格式
qian=pinlv/1000; //将频率值拆成一位的数据，将数据除以1000，得到的商是一位数，赋值给qian
bai=pinlv%1000/100; //将频率除以1000的余数再除以100就得到了频率的百位，赋值给bai
shi=pinlv%1000%100/10; //得到频率的十位
ge=pinlv%1000%100%10; //得到频率的个位
write_com(0x80+0x40+0x09);//显示频率数字起始地址第二行第九个位置
if(qian==0) //千位为0
write_date(' '); //显示空格
else
write_date(table[qian]);//查数组显示千位数字
if(qian==0&&bai==0) //千位和百位都为0
write_date(' '); //百位不显示
else
write_date(table[bai]); //显示百位数
write_date(table[shi]); //显示十位数
write_date('.'); //显示小数点
write_date(table[ge]); //显示个位
write_date('H');
write_date('z');
if(boxing==0) //正弦波
{
write_com(0x80+10);//wave form：后面的地址显示正弦波模拟波形
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
write_date(0);
write_date(1);
led3=1;
led0=0; //led0小灯亮提示正弦波
}
if(boxing==1) // 方波
{
write_com(0x80+10); //显示方波模拟波形
write_date(2);
write_date(3);
write_date(2);
write_date(3);
write_date(2);
write_date(3);
led0=1;
led1=0; //led1小灯亮提示方波
}
if(boxing==2) //三角波
{
write_com(0x80+10); //显示三角波模拟波形
write_date(4);
write_date(5);
write_date(4);
write_date(5);
write_date(4);
write_date(5);
led1=1;
led2=0; //led2小灯亮提示三角波
}
if(boxing==3) //锯齿波
{
write_com(0x80+10); //显示锯齿波模拟波形
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
write_date(6);
led2=1;
led3=0; //led小灯亮提示锯齿波
}
}
/*********键盘检测函数************/
void keyscan()
{
if(s1==0) //频率加按键
{
EA=0; //关闭定时器总中断
delay(2); //延时消除键盘抖动
if(s1==0)
{
while(!s1); //等待按键松开
pinlv+=bujin; //根据步进值增加频率
if(pinlv>1000) //频率值如果大于100 则重新赋值为100
{
pinlv=100;
}
display();
m=65536-(150000/pinlv);/*频率值最小是10Hz，pinlv的值是100（因为要显示小数点后一位）,150000/100=1500，这个1500就是定时器需要计时的，单位是us，65536-1500得到的是定时器的初值，
先不管初值，先看定时时间，1500us，一个波形的周期是由64个定时（前面四个波形数组）组成的，所以，一个波形周期就是64*1500us=96000，也就是96ms，约等
于100ms，也就是10Hz的频率*/
a=m/256; //将定时器的初值赋值给变量
b=m%256;
EA=1; //开启总中断
}
}
if(s2==0) //频率减按键
{
delay(5); //延时消抖
if(s2==0)
{
EA=0;
while(!s2);
pinlv-=bujin; //根据步进值减频率
if(pinlv<100)
{
pinlv=1000;
}
display();
m=65536-(150000/pinlv); //同上
a=m/256;
b=m%256;
EA=1;
}
}
if(s3==0) //调换波形按键
{
delay(5);
if(s3==0)
{
EA=0;
while(!s3);
boxing++;
if(boxing>=4)
{
boxing=0;
}
display();
EA=1;
}
}
}
/*********步进值设置界面显示函数*********/
void bujindisplay()
{
uint bai,shi,ge; //将步进值分百位，十位，个位显示，但是并不是100的形式
bai=bujin1/100; //将步进值除以100得到百位，也就是频率值的十位，因为有一个小数位
shi=bujin1%100/10;//将步进值除以100的余数除以十得到十位
ge=bujin1%100%10; //取余10后得到个位，也就是频率步进值的小数点后一位
write_com(0x80+11);//选中液晶第一行第十一列
if(bai==0) //百位是否为0
write_date(' ');//百位不显示空格
else //百位不为0
write_date(table[bai]); //显示百位数据
write_date(table[shi]); //显示十位数据
write_date('.'); //显示小数点
write_date(table[ge]); //显示个位，也就是小数点后一位
}
/**********步进设置按键************/
void bujinjiance()
{
if(s4==0) //步进设置按键按下
{
delay(5); //延时去抖
if(s4==0) //再次判断按键
{
while(!s4); //按键释放，按键松开才继续向下执行
h++; //变量加
if(h==1) //进入设置状态时
{
write_com(0x01); //液晶清屏
write_com(0x80); //初始化显示步进设置界面
write_date('S');delay(1); //step value（步进值）
write_date('t');delay(1);
write_date('e');delay(1);
write_date('p');delay(1);
write_date(' ');delay(1);
write_date('v');delay(1);
write_date('a');delay(1);
write_date('l');delay(1);
write_date('u');delay(1);
write_date('e');delay(1);
write_date(':');delay(1);
bujin1=bujin; //步进值赋值给临时变量
bujindisplay();//显示步进值
}
if(h==2) //退出设置
{
h=0;
bujin=bujin1; //设置好的临时步进值赋值给步进变量
init_lcd(); //初始化液晶显示
initclock(); //定时器初始化
display(); //调用显示程序
}
}
}
if(h==1) //设置步进值时
{
if(s1==0) //加按键按下（此时是加步进值不是加频率）
{
delay(5); //延时去抖
if(s1==0) //再次判断
{
while(!s1); //按键释放
bujin1++; //步进值加1
if(bujin1>=101) //步进值最大100，也就是10.0Hz
{
bujin1=1; //超过最大值就恢复到0.1Hz
}
bujindisplay(); //步进值显示
}
}
if(s2==0) //减按键（减步进值），注释与上面同理
{
delay(5);
if(s2==0)
{
while(!s2);
bujin1--;
if(bujin1<=0)
{
bujin1=100;
}
{
……………………
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