基于AT89C51单片机的示波器设计

何书伟 张文静 沈阳工学院信息与控制学院

示波器向来就被应用在与电气相关的广大行业中，它可以把看不见的电信号变换成肉眼可见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。利用示波器可以测量不同的量，例如电流、电压、频率、相位、幅度等等。这次我们要用单片机设计一个示波器。基于AT89C51 单片机的优点，我们选择它来进行设计。我们首先假设了一个方案，对此展开设计，并进行模拟操作，最终验证了我们设计的结果。

一、设计思路

所设计简易波形发生器，能够输出至少2 种波形，每一种波形的幅值3V，周期自定义，保证f=12Mhz。经过讨论，我们选择方波和锯齿波作为可视波形，使用Keil 编程软件和ISIS7 professional 仿真软件先对其进行模拟，若模拟成功，则进行实物连接测试，若不成功，则重新设计方案。鉴于实物测试的特殊性，本次论文仅讨论设计与模拟两部分。

二、所选C51 单片机的优点

AT89C51 单片机体积非常细小，方便插入到用户板中，插入时紧贴用户板，不用连接电缆，这样可以有效地减少运行中的干扰，避免仿真时出现莫名其妙的故障。同时，该单片机使用简单并且节约成本，方便初学者设计。

三、仿真电路设计

本次仿真电路设计使用Atmel 公司旗下的AT89C51 单片机结合Keil 编程软件和ISIS7 professional 仿真软件完成。所需材料AT89C51、30pF CAP、CAPELEC、CRYSTAL、10K RES、BUTTON、LM358N、POWER、GROUND、DAC0832、RESPACK-8 另附导线若干，网络标号若干。

四、程序设计思路与程序流程

DAC0832 设置为直通方式，运算放大器选择LM358N，单片机P1 口连接DAC0832 的数据线。P3.0 接控按钮，用ISIS7 Professional 提供的虚拟示波器显示方波、锯齿波或三角波。按设计要求选取元器件。在Proteus 中设计波形发生器电路

图1 设计图

五、电路仿真图（见图1）

六、结语

本文探讨了基于AT89C51 单片机的示波器设计，能够体现简易性及可控性等诸多优良特性。利用单片机对各种示波器进行设计，其优点在于稳定性高、方便维护以及操作简单，但它的缺点也较明显，即难以满足较为复杂的功能，这是值得我们思考的问题，在未来的学习中，我们会学到更多的单片机原理，并且运用不同的单片机对不同的问题进行设计。由于笔者对单片机的学习和认识程度有限，本文难免出现错误和疏漏，诚恳地欢迎各位前辈和同仁的批评指正。