【正文】 .............................................12 主控程序調(diào)試 ...................................................................................................................12 4 實(shí)訓(xùn)心得體會(huì) ................................................................................................................13 謝 辭 ...................................................................................................................................14 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................15 附 錄 ................................................................................................................................16 1 緒論 隨著 電子的快速發(fā)展，人們所需要的測(cè)量?jī)x器也越來(lái)越多，精度也要求越來(lái)越高，而波形發(fā)生器就是這些重要儀器中的一種，一下設(shè)計(jì)便是初步對(duì)波形發(fā)生器的了解所設(shè)計(jì)的，其目的是對(duì)波發(fā)生器有一定的了解。 1 系統(tǒng)硬件介紹 硬件 主控芯片 概述及 功能 介紹 STC89S52 是基于一個(gè) 低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器 ，并帶有 8kB 的嵌入的高速Flash 存儲(chǔ)器。 128 位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加 速結(jié)構(gòu)使 8 位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。 主控芯片 STC89S52 STC89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器 。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得STC89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門(mén)狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路， 2 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口 。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被 凍結(jié)， 單片機(jī) 一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選 。 STC89S52 特性 8K 字節(jié)程序 存儲(chǔ)空間 ， 512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 ， 內(nèi)帶 2K 字節(jié) EEPROM 存儲(chǔ)空間 ， 可直接使用串口下載 。 STC89S52 參數(shù) 1. 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī) ， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可 以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051.[1]。 2. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī) ） /～ （ 3V 單片機(jī)） 。 2 3. 工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá) 48MHz。 4. 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) 。 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM。 6. 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是 準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用 時(shí)，需加上拉電阻。 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用 編程器 ，無(wú) 需專(zhuān)用 仿真器 ，可通過(guò)串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片 。 8. 具有 EEPROM 功能 。 9. 具有 看門(mén)狗 功能 。 10. 共 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。即 定時(shí)器 T0、 T T2。 11. 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 。 12. 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時(shí)器 軟件 實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART。 13. 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級(jí)） /0～ 75℃ （商業(yè)級(jí)） 。 14. PDIP 封裝 。 硬件電路 STC89S52 主控部分 以 STC89S52 為主控組成的單片機(jī)最小 系統(tǒng)，主要有幾部分組成，如圖 所示， 由 S0、 C R1 組成的單片機(jī)復(fù)位電路；由 C C Y1 組成的單片機(jī)頻率輸入部分，其中 C C2 為諧振電容， 20PF~30PF 均可， Y1 為 12MHZ 晶振； J6 組成單片機(jī)下載口，J1為單片機(jī) P0口的 10K上拉電阻，其中 P0口為液晶 LCD1602的數(shù)據(jù)接口； P1 為 DAC0832數(shù)據(jù)接口； P3^ P3^3 為按鍵以及 LCD1602 控制接口。 3 圖 單片機(jī)主控部分 顯示部分 顯示部分主要由 LCD1602 來(lái) 顯示， 如圖 ， 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的 點(diǎn)陣 型液晶模塊。它由若干個(gè) 5X7 或者 5X11等 點(diǎn)陣 字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起 到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形 ， 但 用它來(lái)顯示字符與數(shù)字完全足夠了，而且操作簡(jiǎn)單方便， PCB 布線也簡(jiǎn)單，有較好的顯示效果，所以這里用它來(lái)做顯示部分 。 圖 顯示部分 模 數(shù)轉(zhuǎn)換部分 由于單片機(jī)產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào)，要想得到所需要的波形，就要把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，所以該文選用價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易并具有 8 位分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832。 DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器以及 4 輸入控制電路四部分組 成。但實(shí)際上， DAC0832 輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對(duì)分辨率為單位增減，是準(zhǔn)模擬量的輸出。 DAC0832 是電流型輸出，在應(yīng)用時(shí)外接運(yùn)放使之成為電壓型輸出。 根據(jù)對(duì) DAC0832 的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式， DAC0832 有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。本設(shè)計(jì)選用直通方式。 DAC0832 的數(shù)據(jù)口和單片機(jī)的 P1 口相連。 CSDA：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由 ILE、 CS、WR1 的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng) LE1 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存 。 模 數(shù)轉(zhuǎn)換部分如圖 所示 。 圖 模 數(shù)轉(zhuǎn)換 部分 LM324 的 3 管腳與 DAC0832 的（ IOUT2） 12 管腳相連， LM324 的 2 管腳與 DAC0832的（ IOUT1） 11 管腳相連， LM324 的 1 管腳與 DAC0832 的 REF（ 9）管腳相連 . 第一級(jí)運(yùn)算放大器的作用是將 DAC0832 輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào) V1，第二級(jí)運(yùn)算放大器的作用是將 V1 通過(guò)反向放大電路 （ R4/R3）倍。 本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的輸出 電壓在 05V 可調(diào)，而 V1 的電壓大約是 5V，所以 R1 選擇 10K的電阻， R2 選擇 20K 的電位器，這樣最大的輸出電壓為 2*（ 10/2） =10，最小電壓為 0。 在第二個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端連了一個(gè)低通濾波器。如果不加低通濾波 器，也能夠生成波形，但是產(chǎn)生的信號(hào)中毛刺很多，加一個(gè)低通濾波器不僅起到的濾波的作用，還起到了平滑的作用。低通濾波器的截止頻率 F=1/(2*pi*R3*C6),這里我們選擇 R5 為 100歐姆電阻， C4 為 104 電容，截止頻率 F=16KHZ。實(shí)驗(yàn)表明，此時(shí)的輸出波形效果相對(duì)較好 。 5 2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的主要硬件是 DAC0832 模 數(shù)轉(zhuǎn)換 電路，以及 LCD1602 顯示 電路 。軟件部分主函數(shù)中主要是掃描按鍵以及顯示，利用定時(shí)器中斷對(duì) DAC0832 進(jìn)行送數(shù)據(jù)讓其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，外部中斷 0 與 1 主要是用來(lái)對(duì)頻率、波形選 擇 的調(diào)節(jié)。 細(xì)分 程序 的設(shè)計(jì) 主函數(shù)流程圖 主函數(shù) 程序 /*****************************