【正文】 畢業(yè)設計（論文） 課題名稱： 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 摘要： 設計總結(jié)了其它音頻信號發(fā)生器的制作經(jīng)驗，采用 STC89C52 單片機作為該系統(tǒng)的控制裝置，選用繼電器、靈敏可變電阻、 5532 運放等高性能元件，同時還為了系統(tǒng)安裝保護裝置（在出錯的情況下能繼續(xù)工作），完善的設計出一款新穎的數(shù)字音頻信號發(fā)生器。其 控制器具有 高速的運算能力以及內(nèi)部操作的靈活性，使得產(chǎn)生的波形具有控制方便，輸出相位連續(xù)，精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點， 具有很高的應用價值 。 關鍵字： STC89C52 單片機、音頻信號發(fā)生器、 CPU、 錯誤 !未找到引用源。 總線、 EEPROM 岳陽 職業(yè)技術學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 前 言 信號發(fā)生器是在電子電路設計、自動控制系統(tǒng)和儀表測量校正調(diào)試中應用很多的一種信號發(fā)生裝置和信號源。而正弦信號是一種頻率成分最為單一的常見信號源，任何復雜信號 (例如聲音信號 )都可以通過傅里葉變換分解為許多頻率不同、幅度不等的正弦信號的疊加，廣泛地應用在電子技術試驗、自動控制系統(tǒng)和通信、儀器儀表、控制等領域的信號處理系 統(tǒng)中及其他機械、電聲、水聲及生物等科研領域。 目前，常用的 音頻 信號發(fā)生器絕大部分由模擬電路或數(shù)字電路構成，體積和功耗都很大，價格也比較貴。隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，以 單片機 微處理器及 單片機 軟硬件開發(fā)系統(tǒng)及配套產(chǎn)品為內(nèi)容已形成了龐大并極具前途的高新技術產(chǎn)業(yè)，而可編程邏輯器件、 SOPC 等新技術的應用迅速滲透到電子、信息、通信等領域。這里分別借助 STC89C52 單片機 芯片運算速度高，功耗低，實時分析的優(yōu)勢以及 其 靈活的可配置性、較高的可靠性、硬件升級容易等優(yōu)點設計了 音頻 信號發(fā)生器。 岳陽職業(yè)技術學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 目 錄 第一章 概述 ................................................................................................................... 1 第二章 設計思路及流程 ................................................................................................. 2 數(shù)字控制面板處理部分 ........................................................................................ 2 模擬信號處理部分 ............................................................................................... 3 第三章 硬件電路設計 ..................................................................................................... 4 主要器件 ............................................................................................................. 4 STC89C52 單片機 .............................................................................................. 4 . 2 串行 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 ADC0832 .......................................................................... 7 AT24C64 EEPROM 儲存芯片 ............................................................................ 10 電路原理圖 ........................................................................................................ 15 第四章 軟件設計 .......................................................................................................... 21 常量、變量說明 ................................................................................................. 21 LCD12864顯示程序模塊 ..................................................................................... 21 矩陣鍵盤程序模塊 ............................................................................................. 23 PC通信升級程序模塊 ......................................................................................... 25 系統(tǒng)主程序 ........................................................................................................ 27 第五章 小結(jié) ................................................................................................................. 29 致 謝 ..................................................................................................................... 29 附錄 A 面板立體圖 ...................................................................................................... 30 附錄 B 成品照片 .......................................................................................................... 31 附錄 C 面板硬件原理圖 ............................................................................................... 32 附錄 D LCD12864程序清單 ........................................................................................... 33 參考文獻： ................................................................................................................... 45 岳陽職業(yè)技術學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 1 第一章 概述 本設計使用 STC89C52 單片機、 ADC083 TDA2030 等芯片，產(chǎn)生所需要的音頻信號。整個系統(tǒng)分為主控制面板與信號處理兩部分組成。主控制面板主要是由單片機構成，作為系統(tǒng)的總微處理器。信號處理部分主要是有運放和功放組成，負責對輸出波形的整形放大。系統(tǒng)分具體功能如下。 輸出情況顯示：該系統(tǒng)能夠顯示當時輸出信號的頻率，幅度，可以隨時得知輸出波形情況。 ? 輸出頻率設置：本系統(tǒng)是通過鍵盤以 1Hz 的進度準確的設置輸出頻率。 ? 輸出幅度設置 ：本系統(tǒng)是通過電位器調(diào)節(jié)的方式，調(diào)節(jié)輸出幅度，但該系統(tǒng)對輸出的幅度進行了檢測，可以隨時觀察輸出情況。 ? 輸出音樂選擇：本系統(tǒng)內(nèi)還存儲了多首音樂，可直接輸出音樂信號。 ? 輸出信號儲存：本系統(tǒng)還設有信號儲存功能，可以儲存一些常用的頻率信號，不需要每次都來調(diào)節(jié)。 本系統(tǒng)除了具有音頻信號發(fā)生器的一些功能外，為了方便大家更好的使用，還增加了一些新的功能，具體如下。 ? 時間顯示：可以隨時查看但是使用的時間，方便用戶記錄使用。 ? 定時：是實現(xiàn)定時提示功能。 ? 報警：對設置出錯和系統(tǒng)出錯做出報警提示。 ? 軟件升級：對該系統(tǒng)進行日后更新 使用。 岳陽職業(yè)技術學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 2 第二章 設計思路及流程 整個系統(tǒng)由兩大子系統(tǒng)構成，負責完成不同的功能，并且子系統(tǒng)所處位置是分開的，子系統(tǒng)分別是數(shù)字控制面板處理部分和模擬信號處理部分。 數(shù)字控制面板處理部分 數(shù)字控制面板處理部分的主要功能是對數(shù)字信號進行處理，可劃分為采集模塊、顯示模塊、電源模塊、時鐘模塊、儲存模塊、報警提示模塊、通信模塊和單片機模塊。數(shù)字控制面板處理部分的模塊方框圖如圖 所示。 圖 數(shù)字控制面 板處理模塊方框圖 ? 采集模塊是對輸出信號進行測量，采集信號的幅度和輸出信號調(diào)劑進度的數(shù)據(jù)傳給單片機進行處理。 ? 輸出模塊是對輸入模塊的設定，單片機進行任務處理通過輸出模塊輸出信號。 ? 時鐘模塊是擴展功能的時間處理模塊，得出準確的時間送個單片機處理。 ? 儲存模塊是對用戶常用的操作進行儲存使用，方便用戶以后使用。 ? 顯示模塊是對用戶操作時顯示相關內(nèi)容，對系統(tǒng)當時的工作狀態(tài)和信息即使反饋給用戶。 ? 通信模塊是對系統(tǒng)日后維護升級使用，一般不適用。 ? 報警模塊是對用戶的錯誤操作、系統(tǒng)出故障或用戶設計，以語音的方式提示用戶。 ? 輸入模 塊主要是用戶操作設置使用，把用戶所需要的操作通過輸入模塊進行設計輸入。 單片機模塊 顯示模塊 輸入模塊 通信模塊 采集模塊 輸出模塊 時鐘模塊 儲存模塊 報警提示模塊 電源模塊 岳陽職業(yè)技術學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 3 ? 電源模塊是為系統(tǒng)提供 5V 電源。是用 220V 交流電通過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后產(chǎn)生的 5V 電源。 模擬信號處理部分 模擬信號處理部分是對數(shù)字控制面板處理部分輸出的信號進行處理，主要是整形和放大兩個操作，所設計的模塊有輸入信號、信號整形、信號放大、信號輸出組成，其方框圖如圖 所示。 圖 模擬信號處理模塊方框圖 ? 輸入信號是對輸入的較弱信號進行放大處理，方便后面整 形部分工作。 ? 信號整形是采用的是先采用微分，對信號變形再對信號整形出較為標準的正弦波信號送入放大模塊。 ? 信號放大模塊是對調(diào)整好的信號放大輸出，提高帶負載的能力。該模塊是直接才用功放進行放大。 ? 信號輸出模塊是對整形、放大的信號輸出。 輸入信號 信號整形 信號放大 信號輸出 岳陽職業(yè)技術學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設計 4 第三章 硬件電路設計 通過對總個系統(tǒng)的功能分析，選擇合適的芯片進行硬件電路設計。 主要器件 系統(tǒng)中主要芯片有 STC89C52 單片機、 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換、 AT24C64 儲存器、 PCF8563 時鐘芯片、 TDA2030 功放等。 STC89C52 單片機 單片機 STC89C52 介紹 STC89C52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 存儲器。使用 宏晶 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89