基于單片機控制的智能函數(shù)信號發(fā)生器畢業(yè)設計論文（帶pcb圖）

1、<p><b>　　函數(shù)發(fā)生器</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　函數(shù)發(fā)生器采用ATM89S52 單片機作為控制核心，外圍采用模擬/數(shù)字轉換電路（DAC0832）、穩(wěn)壓電路（MC1403）、運放電路（LM324）、按鍵和LED顯示燈電路等。電路采用AT89S52單片機和一片DAC0832數(shù)模轉換器組成

2、數(shù)字式低頻信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器，它具有價格低、性能高和在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等特點。由于采用了LM324運算放大器和MC1403穩(wěn)壓器，使其電路更加具有較高的穩(wěn)定性能，性能比高。此電路清晰，出現(xiàn)故障容易查找錯誤，操作簡單、方便。</p><p>　　通過按鍵控制可產(chǎn)生方波、鋸齒波、三角波、正弦波等，同時用LED顯示燈指示對應的波形。所產(chǎn)生的波形VP-P范圍為2.2~5 V，頻率范圍為

3、92.592593Hz~ 217.3913Hz,波形準確并且平滑。本系統(tǒng)設計簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實用性。</p><p>　　本設計主要應用AT89S52作為控制核心。硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點，具有一定的使用和參考價值。</p><p>　　關鍵詞：單片機；低頻信號；發(fā)生器；運放器；穩(wěn)壓器</p><p><b>　

4、　目 錄</b></p><p><b>　　一、緒論1</b></p><p>　　1、信號發(fā)生器現(xiàn)狀1</p><p>　　2、單片機在低頻信號發(fā)生器中的應用1</p><p><b>　　二、系統(tǒng)設計2</b></p><p>　　1、系統(tǒng)方案的比

5、較2</p><p><b>　?。?）選題論證2</b></p><p><b>　　（2）方案選擇2</b></p><p>　　2、芯片選擇模塊3</p><p>　　三、硬件電路的設計3</p><p><b>　　1、基本原理：3</b&

6、gt;</p><p><b>　　2、資源分配：3</b></p><p>　　3、最小系統(tǒng)設計4</p><p>　　（1）最小單片機系統(tǒng)4</p><p>　?。?）達盛平臺介紹8</p><p>　　4、各部分電路原理14</p><p>　　(1)DAC

7、0832芯片原理14</p><p>　　(2)LM324工作原理17</p><p>　　(3)MC1403工作原理17</p><p><b>　　四、軟件設計18</b></p><p>　　1、主程序流程圖19</p><p>　　2、鋸齒波程序流程圖19</p>

8、<p>　　3、三角波程序流程圖20</p><p>　　4、正弦波程序流程圖21</p><p>　　5、方波程序流程圖21</p><p>　　6、延時子程序流程圖22</p><p><b>　　五、測試結論22</b></p><p><b>　　六、致謝詞

9、25</b></p><p><b>　　七、結束語25</b></p><p><b>　　八、參考文獻25</b></p><p><b>　　九、附錄26</b></p><p><b>　　1、元件清單26</b></p

10、><p>　　2、電路原理圖27</p><p>　　3、PCB圖 ..................................................………………………………….28</p><p>　　4、程序清單 ................................................………………………………... 28&

11、lt;/p><p><b>　　一、緒論</b></p><p><b>　　1、信號發(fā)生器現(xiàn)狀</b></p><p>　　波形發(fā)生器亦稱函數(shù)發(fā)生器，作為實驗用信號源，是現(xiàn)今各種電子電路實驗設計應用中必不可少的儀器設備之一。目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。&

12、lt;/p><p>　　信號發(fā)生器作為一種常見的應用電子儀器設備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成，如采用555振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機。但是這種電路存在波形質量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復雜和體積大等缺點。在科學研究和生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制，生物醫(yī)學，地震模擬機械振動等領域常常要用到低頻信號源。而由硬件電路構成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需

13、的RC很大；大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證；體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點。一旦工作需求功能有增加，則電路復雜程度會大大增加。</p><p>　　2、單片機在低頻信號發(fā)生器中的應用</p><p>　　當今是科學技術及儀器設備高度智能化飛速發(fā)展的信息社會，電子技術的進步，給人們帶來了根本性的轉變?，F(xiàn)代電子領域中，單片機的應用正在不斷的走向深入，這必將導致傳統(tǒng)控

14、制與檢測技術的日益革新。單片機構成的儀器具有高可靠性、高性能價格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動化等諸多領域得以極為廣泛的應用，并走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響汽車，處處可見其應用。因此，單片機技術開發(fā)和應用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。</p><p>　　一塊單片機芯片就是一臺計算機。由于單片機的這種特殊的結構形式，在某些應用領域中，它承擔了大中型計算機和通用微型計算機無法完成的一些工作。使其具

15、有很多顯著的優(yōu)點和特點，因此在各個領域中都得到了迅猛的發(fā)展。單片機的特點歸納起來有以下幾個方面。</p><p>　?。?）具有優(yōu)異的性能價格比</p><p>　　單片機盡可能地把應用所需的存儲器,各種功能的I/O 接口集成在一塊芯片內(nèi),因而其性能很高,而價格卻相對較低廉,即性能價格比很高。</p><p>　?。?）集成度高、體積小、可靠性高</p>

16、<p>　　單片機把各種功能部件集成在一塊芯片上，因而集成度高，均為大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路。又內(nèi)部采用總線結構，減少了芯片之間的連線，這大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。同時，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。</p><p><b>　　（3）控制功能強</b></p><p>　　單片機體積雖小，但“五臟俱全”，

17、它非常適用于專門的控制用途。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中有極豐富的轉移指令，I/O口的邏輯操作指令以及位操作指令。其邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。</p><p>　?。?）低電壓、低功耗</p><p>　　單片機大量用于攜帶式產(chǎn)品和家用消費類產(chǎn)品，低電壓和低功耗尤為重要。目前，許多單片機已可在2.2V電壓下運行,有的已能在1.2V或0.9V下工作，功耗降至

18、μA級,一粒鈕扣電池就可長期使用。</p><p>　　利用單片機采用程序設計方法來產(chǎn)生低頻信號，其下限頻率很低。具有線路相對簡單，結構緊湊，價格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強，用途廣泛等優(yōu)點，并且能夠對波形進行細微調(diào)整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求。只要對電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級。</p><p>　　這里介紹一種采用AT89S52單片機和一片DAC0832數(shù)模轉換器做

19、成的數(shù)字式低頻信號發(fā)生器，它的特點是價格低、性能高，在低頻范圍穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少等。</p><p>　　信號發(fā)生器與其它相比還具有如下優(yōu)點：①較分立元件信號發(fā)生器而言，具有頻率高，工作穩(wěn)定，容易調(diào)試等特性；②較專用DDS芯片的信號發(fā)生器而言，具有結構簡單，成本低等特性。</p><p><b>　　二、系統(tǒng)設計</b></p><

20、p><b>　　1、系統(tǒng)方案的比較</b></p><p><b>　?。?）選題論證</b></p><p>　　制作低頻信號發(fā)生器可以用一片DAC0832來實現(xiàn)，它可以分為單極性和雙極性。而本項目選擇了單片雙極性。之所以選單片雙極性是因為其精度高，濾波好，抗干擾效果好。</p><p><b>　?。?

21、）方案選擇</b></p><p>　　方案一： AT89S52芯片中每一路模擬輸出與DAC0832芯片相連，構成多個DAC0832同步輸出電路，輸出波形穩(wěn)定，精度高，但是第二級DAC0832輸出，發(fā)生錯誤并且電路連接復雜。</p><p>　　方案二： AT89S52芯片中只有一路模擬輸出或幾路模擬信號非同步輸出，這種情況下</p><p>　?。茫校?/p>

22、對DAC0832 執(zhí)行一次寫操作，則把一個數(shù)據(jù)直接寫入ＤＡＣ寄存器，DAC0832的輸出模擬信號隨之對應變化。輸出波形穩(wěn)定，精度高，濾波好，抗干擾效果好，連接簡單，性價比高。因此我們設計中采用方案二。</p><p><b>　　2、芯片選擇模塊</b></p><p>　　方案一：AT89S52單片機是一種高性能8位單片微型計算機。它把構成計算機的中央處理器CPU、

23、存儲器、寄存器、I/O接口制作在一塊集成電路芯片中，從而構成較為完整的計算機。</p><p>　　方案二：C8051F005單片機是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與AT80S52兼容的微控制器的內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標準AT80S52的數(shù)字外設部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設及功能部件。</p><p>　　方案選擇：方案二

24、中C8051F005芯片系統(tǒng)內(nèi)部結構復雜，不易控制，芯片成本高，對于本系統(tǒng)而言利用率低，AT89S52芯片簡單易控制，成本低，性能穩(wěn)定故采用方案一。</p><p><b>　　三、硬件電路的設計</b></p><p><b>　　1、基本原理：</b></p><p>　　系統(tǒng)框圖如圖1所示。</p>&

25、lt;p>　　圖1 低頻信號發(fā)生器系統(tǒng)框圖</p><p>　　低頻信號發(fā)生器系統(tǒng)主要由CPU、D/A轉換電路、基準電壓電路、電流/電壓轉換電路、按鍵和波形指示電路、電源等電路組成。</p><p>　　其工作原理為當分別按下四個按鍵中的任一個按鍵就會分別出現(xiàn)方波、鋸齒波、三角波、正弦波，并且有四個發(fā)光二極管分別作為不同的波形指示燈。</p><p><

26、;b>　　2、資源分配：</b></p><p>　　軟、硬件設計是設計中不可缺少的，為了滿足功能和指標的要求，資源分配如下</p><p>　　1．晶振采用6MHZ；</p><p><b>　　2．內(nèi)存分配</b></p><p>　　P1口的P1.0-P1.3分別與四個按鍵連接，分別控制鋸齒波、三

27、角波、正弦波和方波，P1.4-P1.7與四個發(fā)光二極管相連,按鍵一對應發(fā)光二極管一，依次類推，發(fā)光二極管四對應按鍵四，實現(xiàn)輸出一個波形對應亮一個燈。</p><p>　　P0口與DAC0832的DI0-DI7數(shù)據(jù)輸入端相連。</p><p>　　P2口用來控制DAC0832的輸入寄存器選擇信號CS、輸入寄存器寫選通信號WR1及DAC寄存器寫選通信號WR2和數(shù)據(jù)傳送信號XFER。</p

28、><p><b>　　3、最小系統(tǒng)設計</b></p><p>　?。?）最小單片機系統(tǒng)</p><p>　　①AT89S52的引腳圖如圖2所示</p><p>　　圖2 AT89S52引腳圖</p><p><b>　?、诠苣_說明</b></p><p>

29、;　　低頻信號發(fā)生器采用AT89S52單片機作為控制核心，其內(nèi)部組成包括：一個8位的微處理器CPU及片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM低128字節(jié)，存放讀/寫數(shù)據(jù)；高128字節(jié)被特殊功能寄存器占用；片內(nèi)程序存儲器4KB ROM；四個8位并行I/O（輸入/輸出）接口P3 -P0，每個口可以用作輸入，也可以用作輸出；兩個定時/計數(shù)器，每個定時/計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可

30、以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口。</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳

31、兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，

32、 ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存

33、儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>

34、　　89S52 單片機外部有32個端口可供用戶使用，其功能如下：</p><p>　　表1 89S52并行I/O接口</p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，

35、P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，

36、P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

37、</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：    </p><p

38、><b>　　口管腳 備選功能</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（

39、記時器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　③AT89S52的晶振及其連接

40、方法</p><p>　　CPU工作時都必須有一個時鐘脈沖。有兩種方式可以向89S52提供時鐘脈沖：一是外部時鐘方式，即使用外部電路向89S52提供始終脈沖，見圖3--(a)；二是內(nèi)部時鐘方式，即使用晶振由89S52內(nèi)部電路產(chǎn)生時鐘脈沖。一般常用第二種方法，其電路見圖3--(b)。</p><p>　　圖3 89S52的時鐘脈沖</p><p>　　圖3中：J一般

41、為石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時也可以使用陶瓷濾波器。</p><p>　　C1、C2：使用石英晶體時，C1=C2=30（±10）pF</p><p>　　使用陶瓷濾波器時，C1=C2=40（±10）pF</p><p>　?、蹵T89S52的復位</p><p>　　使CPU開始工作的方法就

42、是給CPU一個復位信號，CPU收到復位信號后將內(nèi)部特殊功能寄存器設置為規(guī)定值，并將程序計數(shù)器設置為“0000H”。復位信號結束后，CPU從程序存儲器“0000H”處開始執(zhí)行程序。89S52為高電平復位，一般有3種復位方法。</p><p>　　ⅰ 上電復位。接通電源時</p><p>　?、?手動復位。設置一個復位按鈕，當操作者按下按鈕時產(chǎn)生一個復位信號。</p><p

43、>　?、?自動復位。設計一個復位電路，當系統(tǒng)滿足某一條件時自動產(chǎn)生一個復位信號。</p><p>　　圖4為最簡單的上電復位和手動復位方法。</p><p>　　圖4 89S52的復位電路</p><p>　　關于CPU的復位電路應當注意，在調(diào)試單片機程序時有兩種工作方式。一是仿真器方式，主要用于調(diào)試程序。此時程序的執(zhí)行由仿真器控制，復位電路不起作用，系統(tǒng)時

44、鐘也經(jīng)常設置為仿真器產(chǎn)生，此時用戶的晶振也不起作用。二是用戶方式，即脫離仿真器的實際工作方式，用戶的時鐘振蕩電路和復位電路都必須正常工作。因此，如果系統(tǒng)復位電路或晶振電路有故障，就會出現(xiàn)仿真器方式工作正常，而用戶方式不工作的現(xiàn)象，這是許多初學者常遇到的問題。</p><p><b>　?、菪酒脸?lt;/b></p><p>　　整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通

45、過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89S52設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片

46、功能，直到下一個硬件復位為止。</p><p><b>　　（2）達盛平臺介紹</b></p><p>　　本系統(tǒng)是在達盛的平臺E—PLAY—51CPU上設計的，單片機AT89S52與DAC0832的是通過POTR A，POTR B，POTRC連接起來，三個接口的定義如下所示：</p><p>　　表2 PORT A接口定義</p>

47、<p>　　表3 PORT B接口定義</p><p>　　表4 PORT C接口定義</p><p>　　表5 JTAG接口定義</p><p>　　注：JTAG 接口的電源（VCC）要參考CPU芯片的技術手冊和JTAG電纜線的要求。</p><p><b>　　4、各部分電路原理</b></p&g

48、t;<p>　　(1)DAC0832芯片原理</p><p>　?、俟苣_功能介紹（如圖5所示）</p><p>　　圖5 DAC0832管腳圖</p><p>　　(1) DI7～DI0：8位的數(shù)據(jù)輸入端，DI7為最高位。</p><p>　　(2) IOUT1：模擬電流輸出端1，當DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為1時，輸出電流最大，當

49、 DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為0時，輸出電流為0。</p><p>　　(3) IOUT2：模擬電流輸出端2， IOUT2與IOUT1的和為一個常數(shù)，即IOUT1＋IOUT2＝常數(shù)。</p><p>　　(4) RFB：反饋電阻引出端，DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 RFB端可以直接接到外部運算放大器的輸出端，這樣相當于將一個反饋電阻接在運算放大器的輸出端和輸入端之間。</p>

50、;<p>　　(5) VREF：參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負電壓，它決定0至255的數(shù)字量轉化出來的模擬量電壓值的幅度，VREF范圍為(+10～-10)V。VREF端與D/A內(nèi)部T形電阻網(wǎng)絡相連。</p><p>　　(6) Vcc：芯片供電電壓，范圍為(+5~ 15)V。</p><p>　　(7) AGND：模擬量地，即模擬電路接地端。</p&g

51、t;<p>　　(8) DGND：數(shù)字量地。 </p><p>　　當WR2和XFER同時有效時，8位DAC寄存器端為高電平“1”，此時DAC寄存器的輸出端Q跟隨輸入端D也就是輸入寄存器Q端的電平變化；反之，當端為低電平“0”時，第一級8位輸入寄存器Q端的狀態(tài)則鎖存到第二級8位DAC寄存器中，以便第三級8位DAC轉換器進行D/A轉換。</p><p>　　一般情況下為了簡化接

52、口電路，可以把和直接接地，使第二級8位DAC寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級8位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個寄存器都分別接成受控方式</p><p>　　制作低頻信號發(fā)生器有許多方案：主要有單緩沖方式，雙緩沖方式和直通方式。</p><p>　　單緩沖方式具有適用于只有一路模擬信號輸出或幾路模擬信號非同步輸出的情形的優(yōu)點，但

53、是電路線路連接比較簡單。而雙緩沖方式適用于在需要同時輸出幾路模擬信號的場合，每一路模擬量輸出需一片DAC0832芯片，構成多個DAC0832同步輸出電路，程序簡單化，但是電路線路連接比較復雜。根據(jù)以上分析，我們的課題選擇了單緩沖方式使用方便，程序簡單，易操作。</p><p><b>　?、诠ぷ髟?lt;/b></p><p>　　DAC0832主要由8位輸入寄存器、8位

54、DAC寄存器、8位D/A轉換器以及輸入控制電路四部分組成。8 位輸入寄存器用于存放主機送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待轉換的數(shù)字量，由加以控制；8位D/A轉換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制2個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。原理框圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 DAC0832的原理框圖</p><p&g

55、t;　　DAC0832與反相比例放大器相連，實現(xiàn)電流到電壓的轉換，因此輸出模擬信號的極性與參考電壓的極性相反，數(shù)字量與模擬量的轉換關系為</p><p>　　Vout1=-Vref×（數(shù)字碼/256）</p><p>　　若D/A轉換器輸出為雙極性，如圖4所示。</p><p>　　圖7 D/A轉換器雙極性輸出電路</p><p>

56、;　　圖7中，運算放大器A2的作用是把運算放大器A1的單向輸出電壓轉換成雙向輸出電壓。其原理是將A2的輸入端Σ通過電阻R1與參考電壓VREF相連，VREF經(jīng)R1向A2提供一個偏流I1，其電流方向與I2相反，因此運算放大器A2的輸入電流為I1、I2之代數(shù)和。則D/A轉換器的總輸出電壓為：</p><p>　　VOUT2= -[(R3/R2) VOUT1+(R3/R1)] VREF</p><p&

57、gt;　　設R1=R3=2R R2=R，則 </p><p>　　VOUT2= -(2VOUT1+VREF)</p><p>　　DAC0832主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本題目電路中的主要芯片。</p><p>　　③DAC0832電路原理圖（如圖8所示）</p><p>　　(2)LM324工作原理</p><p

58、>　?。ü苣_功能如圖9所示） </p><p>　　圖9 LM324管腳圖</p><p>　　LM324時四運放集成電路 ，它采用14腳雙烈直插塑料封袋，外形如圖1所示。他的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。每一組運算放大器可用圖中所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“OUT”

59、為輸出端。兩個信號輸入端中，“-”為反相輸入端，表示運放輸出端OUT的信號與該輸入端的為相反；“+”為同相輸入端，表示運放輸出端OUT的信號與輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖9。</p><p>　　由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可但電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應用在各種電路中。</p><p>　　在此項目中用了LM324的三組運放，分別置于第

60、一級輸出，第一、二級之間，第二級輸出。</p><p>　　(3)MC1403工作原理</p><p>　?。ü苣_功能如圖10所示） </p><p>　　圖10 MC1403管腳圖</p><p>　　MC1403是低壓基準芯片。一般用作8到12bit的D/A芯片的基準電壓等一些需要基本精準的基準電壓的場合。</p><

61、;p>　　輸出電壓：2.5V+/-25Mv</p><p>　　輸入電壓范圍：4.5Vto40V</p><p><b>　　輸出電流：10Ma</b></p><p>　　因為輸出是固定的，所以電路很簡單。就是Vin接電源輸入，GND接地，Vout加一個0.1uf到1uf的電容就可以了。Vout一般用于8到12bit的D/A芯片的基準電

62、壓。</p><p>　　在此項目里MC1403起到了穩(wěn)壓的作用，它基準了DAC0832的8腳需要的2.5V。使其DAC0832能夠正常工作。</p><p><b>　　四、軟件設計</b></p><p>　　達盛平臺有DSP、ARM、單片機等，經(jīng)過分析和我們所學知識，我們選用單片機平臺。因為單片機技術比較成熟，開發(fā)過程可利用的資源和工具豐

63、富，最大的優(yōu)點是價格便宜，成本低。調(diào)試軟件采用Keil51.keiluVison是眾多單片機應用開發(fā)軟件中優(yōu)秀軟件之一，界面友好，易寫易操作。在調(diào)試程序中，軟件仿真功能也很強，軟件調(diào)通，再通過編程器下載到AT89S52中，然后插到系統(tǒng)中即可獨立完成所有的控制。</p><p>　　軟件設計上，根據(jù)功能分了幾個模塊編程。模塊主要有：主程序模塊、鋸齒波模塊、三角波模塊、正弦波模塊、方波模塊、延時子程序模塊等。<

64、/p><p>　　顯示波形模塊是利用DAC0832的8位特點，把波形的數(shù)據(jù)以8位數(shù)據(jù)的形勢送進CPU中，只要一按鍵就能顯示波形。</p><p><b>　　1、主程序流程圖</b></p><p>　　本軟件設計過程中主要實現(xiàn)利用按鍵來控制不同波形的輸出，當按鍵1按下時，函數(shù)發(fā)生器就輸出鋸齒波；當按鍵2按下時，函數(shù)發(fā)生器就輸出三角波；當按鍵3按下

65、時，函數(shù)發(fā)生器就輸出正弦波；當按鍵4按下時，函數(shù)發(fā)生器就輸出方波。通過按鍵可以以任意循環(huán)方式輸出不同波形。</p><p>　　2、鋸齒波程序流程圖</p><p>　　鋸齒波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為4000H，然后將00H送入寄存器A中，DAC0832輸出A中的內(nèi)容，當A中的內(nèi)容等于F0H返回開始，當A中的內(nèi)容不為0FH時，A中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。</p>

66、<p>　　3、三角波程序流程圖</p><p>　　三角波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為4000H，通過A中數(shù)值的加一遞升，當A中的內(nèi)容為0時，與0FFH相比，相等時A中的內(nèi)容減一遞減，從而循環(huán)產(chǎn)生三角波。</p><p>　　4、正弦波程序流程圖</p><p>　　正弦波波形設計通過查表指令得出。</p><p><

67、b>　　5、方波程序流程圖</b></p><p>　　方波產(chǎn)生首先將DAC0832口地址至為4000H，當A中的內(nèi)容為0時，輸出對應模擬量，然后延時，當A中的內(nèi)容為0FFH時，同樣輸出對應模擬量，再延時，從而得到方波。</p><p>　　6、延時子程序流程圖</p><p><b>　　延時程序如下：</b></p&

68、gt;<p>　　DELY: MOV R7,#07H</p><p>　　DLY0: MOV R6,#00H</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DLY1: DJNZ R6,DLY1</p><p>　　DJNZ R7,DLY0</p>&l

69、t;p><b>　　RET</b></p><p>　　方波的上限和下限的延時時間為：3ms</p><p>　　S=1+(1+1+2×256+2)×7=3612μS</p><p><b>　　五、測試結論</b></p><p>　　（1）硬件板如圖11所示</p

70、><p><b>　　圖11 硬件板圖</b></p><p>　?。?）產(chǎn)生各種波形電壓輸出范圍及頻率如下：</p><p>　　鋸齒波：VP-P min=2.2V T=4.6msf=217.3913Hz</p><p>　　VP-P max=4.6V</p><p>　　三角波：VP-P

71、 min=2.4VT=6.2msf=161.28032Hz</p><p>　　VP-P max=5V</p><p>　　正弦波：VP-P min=2.8VT=9.2msf=108.69565Hz</p><p>　　VP-P max=3.4V</p><p>　　方波： VP-P min=2.8VT=10.8ms

72、 f=92.592593Hz</p><p>　　VP-P max=3.4V</p><p>　　通過按鍵控制可產(chǎn)生方波、鋸齒波、三角波、正弦波等，同時用LED顯示燈指示對應的波形。所產(chǎn)生的波形VP-P范圍為2.2~5 V,頻率范圍為92.592593Hz~ 217.3913Hz,波形準確并且平滑。本系統(tǒng)設計簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實用性。</p><p>　

73、　（3）設計電路板及示波器測試的波形</p><p>　　采用型號為固緯GOS－620(20MHz)的示波器，測試結果如圖所示。</p><p><b>　　正弦波：</b></p><p><b>　　鋸齒波：</b></p><p><b>　　三角波：</b></p

74、><p><b>　　方波：</b></p><p><b>　　六、致謝詞</b></p><p>　　畢業(yè)設計的完成和論文的完成要感謝很多人。</p><p>　　首先要感謝學校給我提提供了做這個系統(tǒng)的機會，感謝學校的各位領導和老師一直以來對我的教導和幫助。</p><p>

75、　　感謝指導老師，給我進行了很多的輔導，不僅在技術上給了我很大幫助，也在系統(tǒng)需求和設計方面給予了我很大幫助。老師的諄諄教導，使我受益匪淺。</p><p>　　感謝學校其他老師和同學給予的幫助和支持。</p><p>　　經(jīng)過近半年的鍛煉和學習,我們學到了許多書本上沒有的知識,從方案的論證、課題的選擇、電路原理，到電路上元器件的焊接、電路的調(diào)試，程序的編寫，調(diào)試下載，一步步，我們收獲很大。

76、在設計中，我們力求硬件電路簡單，充分發(fā)揮軟件靈活方面的特點，滿足系統(tǒng)設計要求。這中間，我們也遇到了許多困難，在老師的幫助下，一個個也都戰(zhàn)勝了。</p><p><b>　　七、結束語</b></p><p>　　經(jīng)過近半年的鍛煉和學習,我們學到了許多書本上沒有的知識,從方案的論證、課題的選擇、電路原理，到電路上元器件的焊接、電路的調(diào)試，程序的編寫，調(diào)試下載，一步步，我

77、們收獲很大。在設計中，我們力求硬件電路簡單，充分發(fā)揮軟件靈活方面的特點，滿足系統(tǒng)設計要求。這中間，我們也遇到了許多困難，在老師的幫助下，一個個也都戰(zhàn)勝了。感謝北京達盛科技給了我們這么好的一次機會，也感謝學院和電子系給我們的支持。</p><p><b>　　八、參考文獻</b></p><p>　　[1] 穆 蘭.單片微型機計算機原理及接口技術[M].北京機械工業(yè)出

78、版社</p><p>　　[2] 張毅剛，等.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社</p><p>　　[3] 蔣智勇，等.單片微型計算機原理及應用[M].沈陽遼寧科學技術出版社</p><p>　　[4] 何立民.單片及應用文集（1）[M].北京航天航空大學出版社</p><p><b>　　九、附錄</b

79、></p><p><b>　　1、元件清單</b></p><p><b>　　電路原理圖</b></p><p><b>　　3、PCB圖</b></p><p><b>　　4、程序清單</b></p><p>　　;按

80、鍵KEY1:鋸齒波 按鍵KEY2:三角波 按鍵KEY3: 正弦波 </p><p>　　;按鍵KEY4: 方波;</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　MAIN:MOV SP,#50H</p>

81、<p>　　;利用dac0832產(chǎn)生鋸齒波;</p><p>　　B1: MOV A,#00H</p><p>　　LP1:SETB P1.5</p><p>　　SETB P1.6</p><p>　　SETB P1.7</p><p>　　CLR P1.4</p><p&g

82、t;　　MOV DPTR,#4000H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　CJNE A,#0F0H,MORE</p><p>　　JNB KEY2,B2</p><p>　　JNB KEY3,B3</p><p>　　JB KEY4,D0</p>&l

83、t;p><b>　　LJMP B4</b></p><p>　　D0: SJMP B1</p><p>　　MORE:INC A</p><p><b>　　SJMP LP1</b></p><p>　　;利用dac0832產(chǎn)生三角波;</p><p>　　B2:

84、 MOV A,#00H</p><p>　　UP1:SETB P1.4</p><p>　　SETB P1.6</p><p>　　SETB P1.7</p><p>　　CLR P1.5</p><p>　　MOV DPTR,#4000H</p><p>　　MOVX @DPT

85、R,A</p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　JNZ UP1</b></p><p>　　DOWN1: DEC A</p><p>　　MOVX @DPTR,A </p><p>　　JNZ DOWN1</p>&l

86、t;p>　　JNB KEY1,B1</p><p>　　JNB KEY3,B3</p><p>　　JB KEY4,C0</p><p><b>　　LJMP B4</b></p><p>　　C0: SJMP UP1</p><p>　　;利用dac0832產(chǎn)生正弦波;<

87、;/p><p>　　B3: MOV R1,#00H ;取表格初值 </p><p>　　;在表格里取數(shù)送到指定地址///////////////////// </p><p>　　LOOP1:SETB P1.4</p><p>　　SETB P1.5</p><p>　　SETB P1.7</p>

88、<p><b>　　CLR P1.6</b></p><p>　　MOV A,R1 </p><p>　　MOV DPTR,#SETTAB </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　MOV DPTR,#4000H </p><p>　　MOVX

89、@DPTR,A</p><p>　　INC R1;表格加一 </p><p>　　JNB KEY1,B1</p><p>　　JNB KEY2,B2</p><p>　　JB KEY4,E0</p><p><b>　　LJMP B4</b></p><p>　　

90、E0: AJMP LOOP1 ;循環(huán) </p><p><b>　　SETTAB: </b></p><p>　　;正弦表格///////////////////////////////////// </p><p>　　DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H </p><p>　　D

91、B 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH </p><p>　　DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H </p><p>　　DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H </p><p>　　DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E

92、3H, 0E5H,0E7H,0E9H </p><p>　　DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H </p><p>　　DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH </p><p>　　DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH

93、</p><p>　　DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDH </p><p>　　DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H </p><p>　　DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH </p><p&g

94、t;　　DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH </p><p>　　DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H </p><p>　　DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H </p><p>　　DB 0AEH,0ABH,0A

95、8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H </p><p>　　DB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80H </p><p>　　DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H </p><p>　　DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 5

96、1H </p><p>　　DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH </p><p>　　DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H </p><p>　　DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H </p><p>　

97、　DB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH </p><p>　　DB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02H </p><p>　　DB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H </p><p>　　DB 00H, 00H, 00H, 00H, 0

98、0H, 00H, 01H, 02H </p><p>　　DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 07H, 08H, 09H </p><p>　　DB 0AH, 0BH, 0DH, 0EH, 10H, 11H, 13H, 15H </p><p>　　DB 16H, 18H, 1AH, 1CH, 1EH, 20H, 22H, 25H </p&

99、gt;<p>　　DB 27H, 29H, 2BH, 2EH, 30H, 33H, 35H, 38H </p><p>　　DB 3AH, 3DH, 40H, 43H, 45H, 48H, 4CH, 4EH </p><p>　　DB 51H, 55H, 57H, 5AH, 5DH, 60H, 63H, 66H </p><p>　　DB 69H, 6

100、CH, 6FH, 72H, 76H, 79H, 7CH, 80H </p><p>　　;利用dac0832產(chǎn)生方波;</p><p>　　B4: MOV A,#00H</p><p>　　LP2:SETB P1.4</p><p>　　SETB P1.6</p><p>　　SETB P1.5</p>

101、;<p><b>　　CLR P1.7</b></p><p>　　MOV DPTR,#4000H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　LCALL DELY</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p>　　MOVX @DPTR,

102、A</p><p>　　LCALL DELY</p><p>　　JB KEY1,J0</p><p><b>　　LJMP B1</b></p><p>　　J0: JB KEY2,J1</p><p><b>　　LJMP B2</b></p>

103、<p>　　J1: JB KEY3,J2</p><p><b>　　LJMP B3</b></p><p>　　J2: SJMP B4</p><p>　　DELY: MOV R7,#05H</p><p>　　DLY0: MOV R6,#00H</p><p

104、><b>　　nop</b></p><p>　　DLY1: DJNZ R6,DLY1</p><p>　　DJNZ R7,DLY0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY: MOV R4,#100</p><p>　　

105、DLAY0: MOV R3,#98</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DLAY1: DJNZ R4,DLAY1</p><p>　　DJNZ R3,DLAY0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　KEY1