信号发生器的设计（期末课程设计）

题目：信号发生器的设计

设计一个信号源，可以输出三种波形（正弦波，方波，三角波），通过按键可以改变输出波形，也可以改变波形的频率，并且频率可以通过数码管显示出来（频率显示到个位，大概正确就好，不用太准确）。

1、实现正弦波的输出，并且能够改变频率，5分。

（1）实现正弦波的输出，2分

（2）能够改变频率，1分

（3）能够显示频率，2分

2、实现方波的输出，并且能够改变频率，5分。

（1）实现方波的输出，2分

（2）能够改变频率，1分

（3）能够显示频率，2分

3、实现三角波的输出，并且能够改变频率，5分。

（1）实现三角波的输出，2分

（2）能够改变频率，1分

（3）能够显示频率，2分

提问环节：教师提问有关信号源的3个问题，根据学生回答情况给分，每个问题5分，满分15分。

使用的单片机：

注意事项：

1.频率只显示到个位，所以在周期 t上做了一些限制（见代码注释）。
2.按按钮时，按下要停一段时间（等待一个周期走完），按钮才会起作用。

参考代码：

说明：次程序用单片机上的LED灯来模拟波的输出。

　　   K1：切换输出波
　　   K2：频率降低
　   　K3：频率提高
　   　默认频率：方波f1=5， 三角波f2=1， sin正弦波f3=1

代码注释写的比较细，便于大家理解，但是老师会考的很简单，不会针对某一语句问你问题的。比如会问你dispFre()那一块的代码是实现什么功能的, 频率计算公式为什么这样写等等。

//hill20200709
#include<reg52.h> //头文件
#include<intrins.h> //左右移函数头文件
#define uchar unsigned char  //宏定义变量，相当于起个别名
#define uint unsigned int

//按键声明
sbit K1=P3^4; 
sbit K2=P3^5; 
sbit K3=P3^6;  

//3种波的周期t
int t1=100; //单位为ms
int t2=2;
int t3=2;

//数码管显示时需要的数组，数组元素对应显示的状态
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};

//数码管显示时需要的位声明
sbit DU =P2^6;
sbit WE =P2^7; 

//形成sin的波形用到的数组
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;

//延时函数
void delayms(uint ms)    
{
    uint k,l;
    for(k=ms;k;k--)    
        for(l=110;l;l--);    //约1ms
}

//显示频率函数 (很重要)
void dispFre(uint flag){ //参数flag判断是哪种波形

    int f,num;

    if(flag==0){ //flag=0判断是方波
        f=1000/((2*t1)); //频率计算公式(自动类型转化为整型)
    }
    else if(flag==1){//flag=1判断是三角波
        f=1000/(400*t2); //频率计算公式
    }
    else{//flag=2(其他) 判断是正弦波
        f=1000/(256*t3); //频率计算公式
    }

    num=f%10; //只要个位

    DU=1;
    P0=table[num]; 
    DU=0;
    WE=1;      
    P0=0xdf;      //1101 1111  只要第6个数码管亮
    WE=0;
    delayms(2);//延时函数
}


void square() //方波
{
        P1=0; //LED全灭
        delayms(t1);//延时函数

        P1=255; //LED全亮
        delayms(t1);//延时函数
}

void triangle() //三角波
{
    int a,x,y;
    for(x=200;x;x--)
    {
        a++;
        delayms(t2); //200个循环，每个循环a加一
        P1=a;
    }
    for(y=200;y;y--)
    {        
        a--;
        delayms(t2); //200个循环，每个循环a减一
        P1=a;
    }
}

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

void key_switch() //定义切换波形的按键函数
{
    if(K1==0) //定义负责K1的函数
    {
        delayms(10); //防抖，下面同理
        if(K1==0){
            n++;
            if(n==3){
                n=0;
            }
            while(!K1); //K1按下去了就一直运行空循环
        }
    }    
}
void key_plus(){ //定义负责K2的函数实现周期t加，f减
    if(K2==0){
        delayms(10);
        if(t1<520){      //t1=500时,f=1; 等于520时f=0
            t1=t1+20;
        }
        else{     //f减到0时，自动复位到初始的5
            t1=100;
        }
        if(t2<3){ //t2加到3时 f=0
            t2++;
        }
        else{
            t2=2;
        }
        if(t3<4){ //t3加到4时 f=0
            t3++;
        }
        else{
            t3=2;
        }
        while(!K2);
    }
}
void key_minus(){ //定义负责K3的函数实现周期t减，f加
    if(K3==0){ //时间出现负数的时候程序会卡死，且数码管就1位，所以要对t限制
        delayms(10);
        if(t1>60){      //t1=60时,f=8; 等于40时f=12
            t1=t1-20;
        }
        else{     //f加到8时，自动复位到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();//实现切换波形的函数
        key_plus(); //实现周期增加、频率减小的函数
        key_minus(); //实现周期减小、频率增加的函数
        dispFre(n); //显示频率到数码管
        
        //下面的代码（非常重要）实现判断需要输出那种波形
        if(n==0){
            square(); //方波
        }
        else if(n==1){
            triangle(); //三角波
            
        }
        else{
            sin(); //正弦波
            
        }

        
    }
}

 三种波及频率计算（原理结合代码）

本人单片机初学者，多多关照！文章内容肯定有不当之处，敬请指出改正。