【正文】 它把構(gòu)成計(jì)算機(jī)的中央 處理器 CPU、存儲(chǔ)器、寄存器、 I/O 接口制作在一塊集成電路芯片中，從而構(gòu)成較為完整的計(jì)算機(jī) 、而且其價(jià)格便宜。 方案二： C8051F005 單片機(jī)是完全集成的 混合信號(hào) 系 統(tǒng)級(jí)芯片，具有與8051 兼容的微 控制器 內(nèi)核，與 MCS51 指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn) 8052 的數(shù)字外設(shè)部件，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(shè)及功能部件，而且執(zhí)行速度快。 但其價(jià)格較貴 以上兩種方案綜合考慮，選擇方案 一 鍵盤方案論證 方案一：矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的按鍵觸點(diǎn)接于由行、列母線構(gòu)成的矩陣電路的交叉處。當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行和列線都斷開，行線都呈高電平。當(dāng)某一個(gè)鍵閉合時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的行線和列線被短路。 方案二：編碼式鍵盤。編碼式鍵盤的按鍵觸點(diǎn)接于 74LS148 芯片。當(dāng)鍵盤上沒有閉合時(shí)，所有鍵都斷開，當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，該鍵對(duì)應(yīng)的編碼由 74LS148輸出 。 以上兩種方案綜合考慮，選擇方案 一 。 第三章 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì) 總體系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理及控制核心，由單片機(jī)完成系統(tǒng)控制 、信號(hào)的采集分析 以及信號(hào) 的處理和變換，采用按鍵輸入的方案。將設(shè)計(jì)任務(wù)分解為按鍵電路、 信號(hào)產(chǎn)生與變換 電路等模塊。圖 1 為系統(tǒng)的總體框圖 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 3 圖 總體方框圖 第四章 主要電 路元器件介紹 單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該芯片具有優(yōu)異的性價(jià)比，集成度高，體積小，可靠性強(qiáng)，控制功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其外形及引腳排列如圖 2 所示 主控芯片 STC89C52 鍵盤 D/A0832 放大 輸出 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 4 圖 2 DAC0832 簡(jiǎn)介 DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片，由 8 位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換控制電路四部分構(gòu)成。 8 位輸入鎖存器用于存放主機(jī)送來(lái)的數(shù)字量，使輸入數(shù)字得到緩沖和鎖存，并加以 控制； 8 位 DAC 寄存器用于存放存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，并加以控制； 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流，由與門、與非門組成的輸入控制的輸入電路來(lái)控制 2 個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)，其原理框圖如 。當(dāng) WR2 和 XFER 同時(shí)有效時(shí)， 8 位 DAC 寄存器端為高電平“ 1”，此時(shí) DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是出入寄存器 Q 端得電平變化，反之，當(dāng)端為低電平“ 0”時(shí)，第一級(jí) 8 位輸入寄存器 Q 端得狀態(tài)則鎖存到第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器中，以天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 5 便第三極 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 圖 DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第五章 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 用 STC89C52 單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖（ 2） STC89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 6 圖 STC89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) 波形產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì) 由單片機(jī)采用編程方法產(chǎn)生三種波形、通過(guò) DA 轉(zhuǎn)換模塊 DAC0832 在進(jìn)過(guò)濾波放大之后輸出。其電路圖如下： 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 7 圖 波形產(chǎn)生電路 鍵盤顯示模塊的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用獨(dú)立鍵盤，其連接電路圖如下： 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 8 圖 鍵盤 圖中鍵盤獨(dú)立鍵盤引出的八跟線分別接單片機(jī)的 P2 口，在程序初始化時(shí) P2口高四位引腳腳給低電平。如圖開關(guān) 3 用來(lái)切換輸出波形、開關(guān) 7 用來(lái)調(diào)節(jié)頻率的加減。開關(guān) 11 用來(lái)調(diào)節(jié)方波占空比。 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 9 第六章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 具體功能有： （ 1）各個(gè) 波形 的切換； （ 2）頻率 增減 ； （ 3） 方 波占空比調(diào)節(jié) 等。 軟件調(diào)通后，通過(guò) 編程器 下載到 STC89C52 芯片中，然后插到系統(tǒng)中即可獨(dú)立完成所有的控制。 軟件流程圖 軟件的流程圖如下： 進(jìn)入中斷 flag==? sinwave() TR1=1 recwave() triwave() 進(jìn)入中斷 設(shè)定 T1 初值 中斷返回 中斷返回 ==1 ==2 ==3 T1 中斷服務(wù)子程序 T0 中斷服務(wù)子程序 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 10 圖 按鍵處理程序 第七章 輸出波形的種類與頻率的測(cè)試 測(cè)量?jī)x器 及 測(cè)試說(shuō)明 測(cè)量?jī)x器： 穩(wěn)壓電源、示波器、數(shù)字萬(wàn)用表。 測(cè)量說(shuō)明： 正弦波、矩形波、三角 波信號(hào) 的輸出，通過(guò) 對(duì)矩陣鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)不同波形的輸出以及其頻率的改變和方波占空比的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié) 參考電壓大小可調(diào)節(jié)輸出電壓幅度變化。 測(cè)試過(guò)程 當(dāng)程序下進(jìn)去時(shí)經(jīng)過(guò)初始化，指示燈不斷閃爍，當(dāng)按一下開關(guān) 1 時(shí)輸出波形為正弦波，按下 2 時(shí)輸出為方波，按下 3 時(shí)輸出為三角波。另外 7 開關(guān)可以調(diào)節(jié)頻率，三種波形的頻率可調(diào)范圍不同，分別如下： 正弦波： 20— 3KHZ 方 波： 20—— 3KHZ 設(shè)定鍵盤初始電平狀態(tài) 讀按鍵狀態(tài) 有鍵按下？ 消抖，重新讀取 結(jié)束 Y N 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 11 三角波 :20—— 3KHZ 三種波形的仿真波形圖 如下： 圖 正弦波圖形 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 12 圖 方波占空比 90 時(shí)圖形 天津工業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)《測(cè)控電路》課程設(shè)計(jì) 13 圖 三角波圖行 、測(cè)試結(jié)果 測(cè)試數(shù)據(jù) 如下： 1）、產(chǎn)生正弦波、方波、三角波基