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STC89C52制作可程控低频信号发生器

2023-05-16

STC89C52制作可程控低频信号发生器

  • 准备工作
  • 操作流程
    • 关于PCF8591
    • 实现构思
  • 相关代码
    • 定时器相关代码
    • 串口控制频率和LCD显示函数
  • 相关功能现象
  • 总结

准备工作

由于51单片机本身并不自带DAC的功能，因此需要借助外置模块实现DAC的功能，在选型上，看重仅需要两只引脚驱动的一款DA/AD模块，PCF8591模块，带有一路DA输出且内部自带晶振，可以配合STC89C52RC的定时器实现小频率的信号发生器。

操作流程

有了一定构思之后就需要确认操作流程！

关于PCF8591

PCF8591是一个8位分辨率的DA/AD模块，并且使用IIC通信，可以很方便的使用51单片机模拟IIC通信，使用过程中需要注意的一个点就是PCF8591的手册中有说明，IIC速率最大不超过100K，因此需要搭配合适的延时。
在这里插入图片描述

实现构思

结合手册和DA的实现我们可以发现，所谓的DA其实就是，数字量转换为模拟电压，其中又构成线性比例关系，而我们使用的PCF8591模块的基准电压源接到了，供电电源上，因此存在一下关系：
X:2^8 = N:VCC：X为写入PCF8591的数据，N为输出电压
可以通过这个计算我们可以通过编程实现N跟随X的变化而变化！，而实现一个正弦波，我们该怎么操作？正弦波参数有 ： 频率，周期，就够了，幅度我们不用考虑，PCF最大输出不会超过VREF的电压，例如实现一个10HZ的正弦波：
freq = 10 ，T = 1/10 = 0.1S=100000us 那么一个周期内不断的向PCF发送电压数字量是不是可以实现呢！这个时候我们可以借助一些软件直接生成正弦波所需相关数据：如下图64个数据，则意味一个周期内需要向64此数据，这个时候我们可以借助定时器实现！！
在这里插入图片描述

相关代码

定时器相关代码

因为串口用到定时器1作为波特率发生器，串口数据中的数据帧头用到定时器0作为超时判断，只能用STC89C52RC的额外的定时器2，实现定时发送相关数据到PCF8591！

u16 timer2val = 287;   //配置定时器初始值    ：频率得出周期，周期内64个点，得出每个点之间的时间就是定时器中断时间
u8 TL2BUFF;
u8 TH2BUFF;
/************************
*     定时器2初始化函数
*     T2工作在16位自动重装 开定时器中断
*************************/
void Timer2_Init(void)		//10毫秒@11.0592MHz
{
	T2MOD = 0;				//初始化模式寄存器
	T2CON = 0;				//初始化控制寄存器
	TL2BUFF = (65535-timer2val)%256;  //设置定时初始值
	TH2BUFF = (65535-timer2val)/256;  //设置定时初始值
	TL2 = TL2BUFF;				//设置定时初始值
	TH2 = TH2BUFF;				//设置定时初始值
	RCAP2L = TL2BUFF;			//设置定时重载值
	RCAP2H = TH2BUFF;			//设置定时重载值
	TR2 = 1;				//定时器2开始计时
	ET2 = 1;				//使能定时器2中断
}
/************************
*     定时器2中断服务函数
*     T0工作在方式1.开定时器中断
*************************/
void Timer2_Isr(void) interrupt 5
{
	TF2 = 0;
	timer2flag = 1;
}

串口控制频率和LCD显示函数

发送相关对应的判断指令即可控制输出不同频率的正弦波：原理通过改变定时器2的初值实现周期的改变从而实现频率的改变！！因为STC89C52RC定时器2只有16位自动重装模式，所以不能在主函数循环前开启初始化！

void Uart_service(u8 *buf)
{
	  u8 recv_move_index;
    if(recv_flag)
		 {
		    recv_flag = 0; //清除接受标志位
			  start_timer = 0;//关掉软件计时器
			  Send_Str(buf);//处理数据
			  while((recv_cnt >= 5) && (recv_move_index <= recv_cnt))
				{
				     if((buf[recv_move_index+0]) == 0x55 && (buf[recv_move_index+1]) == 0xAA && (buf[recv_move_index+2]) == 0x55)
						 {
						     if((buf[recv_move_index+3] == 0x01) && (buf[recv_move_index+4] == 0x02))
								 {
								    timer2val = 287;   //配置定时器初始值    ：频率得出周期，周期内32个点，得出每个点之间的时间就是定时器中断时间
									 Timer2_Init();
									 Send_Byte_uart(0x10);
									 LcdShowStr(3,1,"Freq:");
									 LcdShowStr(9,0,"50HZ");
								 }
								 if((buf[recv_move_index+3] == 0x02) && (buf[recv_move_index+4] == 0x01))
								 {
								     timer2val = 1435;   //配置定时器初始值    ：频率得出周期，周期内32个点，得出每个点之间的时间就是定时器中断时间
									 Timer2_Init();
									 Send_Byte_uart(0x50);
									 LcdShowStr(3,1,"Freq:");
									 LcdShowStr(9,0,"10HZ");
								 }
								 break;
						 }
						 recv_move_index++;
				}
			  clr_recvbuffer(buf);//清除缓冲BUF
			  recv_cnt = 0;
		 }
}

相关功能现象

串口控制实现改变便频率且LCD1602显示频率
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

总结

在平时的小型实验中，用不上专用的信号发生器，用这么个小模块实现小频率的正弦波用来学习还是很不错的，其实也还可作为方波发生器或者三角波，原理都跟上面说的类似，博文中仅贴出相关功能代码，需要源代码的可以留言邮箱获取哦，长期发布电子相关文章，喜欢的点个关注吧~~

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