【正文】 圖 61 Proteus ISIS 的工作界面 5． 2 Keil 軟件的應用介紹 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用 。總之，該軟件是一款集 SPICE和單片機分析于一身的仿真軟件，功能非常強大。第二，支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。 開始 P0=0 P0++ 如果 P0=255 P0 如果 P0=0 延時 延時 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 22 4． 6 正弦波程序 設計 圖 45 正弦波程序流程圖 開始 P0=數(shù)據(jù)表第 N 個數(shù)據(jù) N=0 N++ 延時 N大于等于 60 NO YES 王瑋：基于 AT89S52 的低頻信號發(fā)生器設計 23 第五 章 仿真模擬 及電路板制作 5． 1 Proteus ISIS 軟件的應用介紹 Proteus具有和其他 EDA工具一 樣的原理圖編輯、電路仿真功能及印刷電路板 (PCB)設計，最大的特色是 它的 電路仿真的可視化和交互化，通過 Proteus 軟件的 VSM(虛擬仿真模式 )，用戶可以對單片機及外圍元器件 、 數(shù)字電路、模擬電路、模數(shù)混合電路等電子線路進行系統(tǒng)仿真。按鍵 KEY2 按下時復位。 （ 2）將一個周期的信號分離成 256 個點（按 X軸等分），每兩點之間的時間間隔為 ? T，用單片機的定時器產(chǎn)生，其表示式為： ? T=T/256。 王瑋：基于 AT89S52 的低頻信號發(fā)生器設計 17 第 四 章 軟件設計 軟件設計上，根 據(jù)功能分了幾個模塊編程。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”為輸出端。 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 16 R 125k 1R810kR910kR 1010kR F B321411U 6 AL M 324567U 6 BL M 324+ 12 12V C C12J7O U TI ou t2I ou t1 圖 36 D/A 轉換器雙極性輸出電路 圖 36 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。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。 一般情況下為了簡化接口電路，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。 (6) Vcc：芯片供電電壓，范圍為 (+5~ 15)V。 (3) IOUT2：模擬電流輸出端 2，當 DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 1 時，輸出電流最大，當 DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 0時，輸出電流為 0， IOUT2 與 IOUT1 的和為一個常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝常數(shù)。但實際上， DAC0832 輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調，而是以其絕對分辨率為單位增減，是準模擬量的輸出。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 圖 34 89S52 的復位電路 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通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。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。復位信號結束后， CPU 從程序存儲器“ 0000H”處開始執(zhí)行程序。 圖 33 89S52 的時鐘脈沖 圖 33 中： J 一般為石英晶體，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。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。如果微處理器在外部執(zhí)行 狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。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。 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)。當 P3口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 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 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 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。 AT89S52 的引腳圖 實物圖如圖 32 所示 圖 32 AT89S52 的引腳圖 實物圖 AT89S52 主要特性： 8031 CPU 與 MCS51 兼容 (1)4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ) (2)全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz (3)三級程序存儲器保密鎖定 (4)128*8 位內部 RAM (5)32 條可編程 I/O 線 (6)兩個 16位定時器 /計數(shù)器 (7)6 個中斷源 (8)可編程串行通道 (9)低功耗的閑置和掉電模式 (10)片內振蕩器和時鐘電路 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 10 管腳說明 ： VCC：供電電壓。 AT89S52 具有如下特點： 40個引腳， 4k Bytes Flash 片內程序存儲器， 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2 個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內時鐘振蕩器。 AT89S52 具有如下特點： 40個引腳， 4k Bytes Flash 片內程序存儲器， 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32個 外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2 個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內時鐘振蕩器。 其工作原理為當分別每按下按鍵一次就會分別出現(xiàn)方波、鋸齒波、三角波、正弦波，并且有數(shù)碼管會指示是那種波形序號 ,另外 ,發(fā)光二極管發(fā)光說明系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。 ： 正弦波 10100Hz 方波 10100Hz 三角波 10100Hz 梯形波 10100Hz 王瑋：基于 AT89S52 的低頻信號發(fā)生器設計 7 第三章 硬件電路的設計 3． 1 系統(tǒng)框圖 圖 31 低頻信號發(fā)生器系統(tǒng)框圖 數(shù)字信號可以通過數(shù) /模轉換器轉換成模擬信號，因此可通過產(chǎn)生數(shù)字信號再轉換成模擬信號的方法來獲得所需要的波形。 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 AT89S52 兼容的微控制器的內核，與 MCS51指令集 完全兼容。 (4)具有雙工 UART 串行通道。它把構成計算機的中央處理器 CPU、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。 方案三 ： 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 CPU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。而本項目選擇了單片雙極性。 王瑋：基于 AT89S52 的低頻信號發(fā)生器設計 5 第二章 系統(tǒng)設計 2． 1 系統(tǒng)方案的比較 選題論證 本文是做基于單片機的信號發(fā)生器的設計，將采用編程的方法來實現(xiàn)三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波的 發(fā)生。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整，改良波形，使其滿足系統(tǒng)的要求。其最明顯的優(yōu)勢就是可以嵌入到各種儀器、設備中，這是其 他計算機和網(wǎng)絡都無法做到的 。 (3)集成度高、體積小、可靠性高 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)?；虺笠?guī)模集成電路。 (1)具有優(yōu)異的性能價格比 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 ,因而其性能很高 ,而價格卻相對較低廉 ,即性能價格比很高。 一塊單片機芯片就是一臺計算機。 王瑋：基于 AT89S52 的低頻信號發(fā)生器設計 3 1． 3 單片機在低頻信號發(fā)生器中的應用 及其特點 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。對于智能化儀器來說，這也許是最重要的作用，它意味著在相同或更低性能的硬件條件下，儀器指標能夠達到更高的水平，即實現(xiàn)了高的性能價格比。三是自檢、自診斷功能。由于采用美觀方便的按鍵操作代替了傳統(tǒng)的開關或旋鈕，避免了手動控制帶來的人為誤差。 而且不能實現(xiàn)人機對話和可視操作。所以一種既能滿足一定頻率和波形性能 要求又價格低廉的超低頻任意信號發(fā)生器就成為了一種需求。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。后者是指其輸出信號的頻率、幅度、調制系數(shù)等在一定范圍內連續(xù)可調，并且讀數(shù)準確、穩(wěn)定、屏蔽良好的中、高檔信號發(fā)生器。按照頻率范圍分類可以分為：超低頻信號發(fā)生器、低頻信號發(fā)生器、視頻信號發(fā)生器、高頻波形發(fā)生器、甚高頻波形發(fā)生器和超高頻信號發(fā)生器。按照輸出波形分類可以分為：正弦信號發(fā)生器和非正弦信號發(fā)生器，非正弦信號發(fā)生器又包括：脈沖信號發(fā)生器，函數(shù)信號發(fā)生器、掃頻信號發(fā)生器、數(shù)字序列波形發(fā)生器、圖形信號發(fā)生器、噪聲信號發(fā)生器等。 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。一旦工作需求功能有增加，則電路復雜程度會大大增加。 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 1． 2 信號發(fā)生器的幾個發(fā)展 階段 從信號發(fā)生器的實現(xiàn)看可以簡單分為以硬件為核心的電路實現(xiàn)方式和以計算