信號發生器的設計（期末課程設計）

題目：信號發生器的設計

設計一個信號源，可以輸出三種波形（正弦波，方波，三角波），通過按鍵可以改變輸出波形，也可以改變波形的頻率，並且頻率可以通過數碼管顯示出來（頻率顯示到個位，大概正確就好，不用太准確）。

1、實現正弦波的輸出，並且能夠改變頻率，5分。

（1）實現正弦波的輸出，2分

（2）能夠改變頻率，1分

（3）能夠顯示頻率，2分

2、實現方波的輸出，並且能夠改變頻率，5分。

（1）實現方波的輸出，2分

（2）能夠改變頻率，1分

（3）能夠顯示頻率，2分

3、實現三角波的輸出，並且能夠改變頻率，5分。

（1）實現三角波的輸出，2分

（2）能夠改變頻率，1分

（3）能夠顯示頻率，2分

提問環節：教師提問有關信號源的3個問題，根據學生回答情況給分，每個問題5分，滿分15分。

使用的單片機：

注意事項：

1.頻率只顯示到個位，所以在周期 t上做了一些限制（見代碼注釋）。
2.按按鈕時，按下要停一段時間（等待一個周期走完），按鈕才會起作用。

參考代碼：

說明：次程序用單片機上的LED燈來模擬波的輸出。

　　   K1：切換輸出波
　　   K2：頻率降低
　   　K3：頻率提高
　   　默認頻率：方波f1=5， 三角波f2=1， sin正弦波f3=1

代碼注釋寫的比較細，便於大家理解，但是老師會考的很簡單，不會針對某一語句問你問題的。比如會問你dispFre()那一塊的代碼是實現什么功能的, 頻率計算公式為什么這樣寫等等。

//hill20200709
#include<reg52.h> //頭文件
#include<intrins.h> //左右移函數頭文件
#define uchar unsigned char  //宏定義變量，相當於起個別名
#define uint unsigned int

//按鍵聲明
sbit K1=P3^4; 
sbit K2=P3^5; 
sbit K3=P3^6;  

//3種波的周期t
int t1=100; //單位為ms
int t2=2;
int t3=2;

//數碼管顯示時需要的數組，數組元素對應顯示的狀態
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};

//數碼管顯示時需要的位聲明
sbit DU =P2^6;
sbit WE =P2^7; 

//形成sin的波形用到的數組
uchar code tosin[256]=
{0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5 ,
    0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5 ,
    0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd ,
    0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda ,
    0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99 ,
    0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51 ,
    0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16 ,
    0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,
    0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15 ,
    0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e , 
  0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80 }; 

char n;

//延時函數
void delayms(uint ms)    
{
    uint k,l;
    for(k=ms;k;k--)    
        for(l=110;l;l--);    //約1ms
}

//顯示頻率函數 (很重要)
void dispFre(uint flag){ //參數flag判斷是哪種波形

    int f,num;

    if(flag==0){ //flag=0判斷是方波
        f=1000/((2*t1)); //頻率計算公式(自動類型轉化為整型)
    }
    else if(flag==1){//flag=1判斷是三角波
        f=1000/(400*t2); //頻率計算公式
    }
    else{//flag=2(其他) 判斷是正弦波
        f=1000/(256*t3); //頻率計算公式
    }

    num=f%10; //只要個位

    DU=1;
    P0=table[num]; 
    DU=0;
    WE=1;      
    P0=0xdf;      //1101 1111  只要第6個數碼管亮
    WE=0;
    delayms(2);//延時函數
}


void square() //方波
{
        P1=0; //LED全滅
        delayms(t1);//延時函數

        P1=255; //LED全亮
        delayms(t1);//延時函數
}

void triangle() //三角波
{
    int a,x,y;
    for(x=200;x;x--)
    {
        a++;
        delayms(t2); //200個循環，每個循環a加一
        P1=a;
    }
    for(y=200;y;y--)
    {        
        a--;
        delayms(t2); //200個循環，每個循環a減一
        P1=a;
    }
}

void sin() //正弦波
{
    int i;
    for(i=0;i<=255;i++)
    {
        P1=tosin[i];  //調用數組，形成sin的波形
        delayms(t3);
    }
}

void key_switch() //定義切換波形的按鍵函數
{
    if(K1==0) //定義負責K1的函數
    {
        delayms(10); //防抖，下面同理
        if(K1==0){
            n++;
            if(n==3){
                n=0;
            }
            while(!K1); //K1按下去了就一直運行空循環
        }
    }    
}
void key_plus(){ //定義負責K2的函數實現周期t加，f減
    if(K2==0){
        delayms(10);
        if(t1<520){      //t1=500時,f=1; 等於520時f=0
            t1=t1+20;
        }
        else{     //f減到0時，自動復位到初始的5
            t1=100;
        }
        if(t2<3){ //t2加到3時 f=0
            t2++;
        }
        else{
            t2=2;
        }
        if(t3<4){ //t3加到4時 f=0
            t3++;
        }
        else{
            t3=2;
        }
        while(!K2);
    }
}
void key_minus(){ //定義負責K3的函數實現周期t減，f加
    if(K3==0){ //時間出現負數的時候程序會卡死，且數碼管就1位，所以要對t限制
        delayms(10);
        if(t1>60){      //t1=60時,f=8; 等於40時f=12
            t1=t1-20;
        }
        else{     //f加到8時，自動復位到5
            t1=100;
        }
        if(t2>0){ //t2
            t2--;
        }
        else{
            t2=2;
        }
        if(t3>0){ //t3
            t3--;
        }
        else{
            t3=2;
        }
        while(!K3);
    }
        
}

void main()
{

    while(1)
    {
        key_switch();//實現切換波形的函數
        key_plus(); //實現周期增加、頻率減小的函數
        key_minus(); //實現周期減小、頻率增加的函數
        dispFre(n); //顯示頻率到數碼管
        
        //下面的代碼（非常重要）實現判斷需要輸出那種波形
        if(n==0){
            square(); //方波
        }
        else if(n==1){
            triangle(); //三角波
            
        }
        else{
            sin(); //正弦波
            
        }

        
    }
}

 三種波及頻率計算（原理結合代碼）

本人單片機初學者，多多關照！文章內容肯定有不當之處，敬請指出改正。