【正文】 單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境往往是比較惡劣和復(fù)雜的，其應(yīng)用的可靠性、安全性就成為一個(gè)非常突出的問(wèn)題。為保證系統(tǒng)可靠工作，必須創(chuàng)造一個(gè)良好的外部環(huán)境采取屏蔽措施、遠(yuǎn)離產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)干擾的設(shè)備；加強(qiáng)通風(fēng)以降低環(huán)境溫度；安裝緊固以防振動(dòng)等。在進(jìn)行仿真的時(shí)候，產(chǎn)生的波形可能會(huì)受到干擾，產(chǎn)生干擾的因素有以下幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)采集誤差加大。： 外部中斷0程序流程三、 定時(shí)器0本設(shè)計(jì)采用定時(shí)器0來(lái)控制波形頻率的改變，通過(guò)裝初值來(lái)改變定時(shí)從而改變頻率。第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第一節(jié) 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)，初始化時(shí)輸出的是方波，顯示方波的幅值和頻率。（2） G: F——“+”鍵和“—”鍵調(diào)節(jié)輸出信號(hào)頻率，改變的是定時(shí)器的值。讀寫(xiě)控制時(shí)序讀寫(xiě)控制時(shí)序如下表所示：RSR/WE功能00下降沿寫(xiě)指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC碼10下降沿寫(xiě)數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)： LCD與單片機(jī)的連接第五節(jié) 系統(tǒng)按鍵功能設(shè)計(jì)此次聲信號(hào)發(fā)生器采用5個(gè)按鍵與LCD1602配合使用來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的各個(gè)參數(shù)。LCD1602控制指令： LCD1602有11個(gè)控制指令，如下表42所示：指令功能清屏清DDRAM和AC值歸位AC=0，光標(biāo)、畫(huà)面回HOME位輸入方式設(shè)置設(shè)置光標(biāo)、畫(huà)面移動(dòng)方式顯示開(kāi)關(guān)控制設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開(kāi)、關(guān)光標(biāo)、畫(huà)面位移光標(biāo)、畫(huà)面移動(dòng)，不影響DDRAM功能設(shè)置工作方式設(shè)置（）CGRAM地址設(shè)置設(shè)置CGRAM地址。RS：寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時(shí)選擇指令寄存器。先用3條輸出指令選擇3個(gè)端口，分別將數(shù)據(jù)寫(xiě)入各DAC的輸入寄存器，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，再執(zhí)行一次寫(xiě)操作，使XFER變低同時(shí)選通3個(gè)D/A的DAC寄存器，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換[19]。（3）雙緩沖方式 ：主要在以下兩種情況下需要用雙緩沖方式的D/A轉(zhuǎn)換。DGND ：數(shù)字量地 DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖二、 DAC0832的工作方式DAC0832可處于三種不同的工作方式：（1）直通方式 ：當(dāng)ILE接高電平，CS、WRWR2和XFER都接數(shù)字地時(shí)，DAC處于直通方式，8位數(shù)字量一旦到達(dá)DI7～DI0輸入端，就立即加到8位D/A轉(zhuǎn)換器，被轉(zhuǎn)換成模擬量。VREF ：參考電壓輸入端，此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)電壓，它決定0至255的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來(lái)的模擬量電壓值的幅度，VREF范圍為(+10～10)V。D/ DAC0832的引腳圖：DI7～DI0 ：8位的數(shù)據(jù)輸入端，DI7為最高位。在DAC0832中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱為輸入寄存器，它的允許鎖存信號(hào)為ILE，第二級(jí)鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信號(hào)也稱為通道控制信號(hào) /XFER[17]。DAC0832是雙列直插式8位D/A轉(zhuǎn)換器。復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，時(shí)間不少于5ms。第二節(jié) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)最小工作系統(tǒng)包括如下幾部分： 電源： 單片機(jī)使用的是5V電源，其中正極接40引腳（Vcc），負(fù)極接20引腳（GND）。第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第一節(jié) 系統(tǒng)總體框圖： 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)總體款圖主要包括以下幾個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分：本設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)作為控制核心。內(nèi)部有擴(kuò)散電阻連接到Vss ，僅需要外接一個(gè)電容到Vcc 即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位ALE30O地址鎖存使能： 在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下，ALE 輸出信號(hào)恒定為1/6 振蕩頻率。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的P1 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見(jiàn)DC 電氣特性) 。5. 封裝形式：LQFP, PLCC或DIP封裝。第三節(jié) STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介一、 STC89C52的基本特性1. 核心處理單元：8k字節(jié)FLASH ，1028字節(jié)RAM，布爾處理器，全靜態(tài)操作12 時(shí)鐘操作，可選6個(gè)時(shí)鐘（通過(guò)軟件或并行編程器）。②、超低功耗。他們兩種都是51系列單片機(jī)，都支持ISP在線編程功能。此階段單片機(jī)內(nèi)集成的功能越來(lái)越強(qiáng)大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展，單片機(jī)在大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、高級(jí)通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制、高級(jí)機(jī)器人以及局域網(wǎng)等各方面得到大量應(yīng)用。高性能單片機(jī)階段（20世紀(jì)80年代初期~90年代初期）。第四節(jié) 本章小結(jié)本章主要介紹了這次設(shè)計(jì)選擇的兩種方案，在對(duì)兩種方案進(jìn)行對(duì)比之后，發(fā)現(xiàn)使用單片機(jī)這種方案的可行性更高一點(diǎn)，因?yàn)檫x擇這種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。②、低音炮的頻率響應(yīng)和低音炮的擺位以及所處空間有直接的原因，接受次聲信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。第三節(jié) 兩種方案的對(duì)比第一種方案采用普通PC機(jī)上的板載聲卡和MATLAB軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了正弦次聲波信號(hào)的發(fā)生。 基于單片機(jī)的次聲信號(hào)發(fā)生器總體設(shè)計(jì)二、電路的設(shè)計(jì)此方案是以單片機(jī)為核心，首先設(shè)計(jì)出單片機(jī)的最小系統(tǒng)， 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖為了要顯示出頻率及占空比的大小情況， LCD與單片機(jī)的連接要將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為我們能觀察的模擬信號(hào)，這里選擇使用DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換， 0832與放大器的連接將全部的電路連接好之后，就是對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試，對(duì)照電路圖看焊接過(guò)程有沒(méi)有出問(wèn)題。而推動(dòng)喇叭正常工作的電壓一般需要幾伏左右的電壓，這時(shí)就需要將聲卡輸出的小信號(hào)通過(guò)放大器（俗稱功放）加以放大，放大后的音頻信號(hào)就可以推動(dòng)喇叭將音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波了。這樣，我們就得到了一個(gè)時(shí)間為30秒、頻率為10Hz的正弦信號(hào)。如： f=10。但缺點(diǎn)也在于其整體性，出現(xiàn)問(wèn)題后不容易找到出錯(cuò)的地方，還不方便攜帶；此方案所要設(shè)計(jì)的次聲發(fā)生器采用的次聲發(fā)生方式和前面所提到的揚(yáng)聲器式相似，主要利用PC機(jī)上MATLAB軟件強(qiáng)大的音頻處理函數(shù)和數(shù)據(jù)處理功能，方便地產(chǎn)生低頻率的正弦波數(shù)據(jù)數(shù)組[10]，同時(shí)通過(guò)音頻處理函數(shù)將數(shù)據(jù)數(shù)組傳遞給聲音設(shè)備[11]，并以特定的采樣頻率和傳輸比特位由聲卡輸出[12] [15]。第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案前一章我們介紹了設(shè)計(jì)次聲發(fā)生器有很多種方案，但是并不是所有的實(shí)驗(yàn)室都能實(shí)現(xiàn)，要在實(shí)驗(yàn)室能夠設(shè)計(jì)出來(lái)，我們提出兩種方案，第一種是電子式次聲發(fā)生器，這種方案是先通過(guò)MATLAB編程輸出一個(gè)正弦信號(hào)，再將這個(gè)正弦信號(hào)轉(zhuǎn)變成聲卡能識(shí)別的一個(gè)WAVE信號(hào)，通過(guò)聲卡的D/A轉(zhuǎn)換把這個(gè)WAVE信號(hào)變成模擬信號(hào)，然后接到音響播放出來(lái)。頻率差拍式產(chǎn)生次聲是采用兩個(gè)不同頻率的聲波發(fā)生器同時(shí)工作，利用它們頻率的相差來(lái)獲得需要的低頻次聲波。但要產(chǎn)生次聲波，管子必須足夠長(zhǎng)。目前的新型次聲彈是將已有的燃料空氣彈加以改進(jìn)，使原來(lái)只能形成一個(gè)云霧團(tuán)變成可以形成若干云霧團(tuán)，并能連續(xù)多次引爆。這種次聲裝置因體積小、頻率低、易控制，近年發(fā)展較快。可用于清除鍋爐燃燒室和煙道內(nèi)的各種熱交換器表面上的積灰和結(jié)渣。第二節(jié) 次聲發(fā)生器一、次聲發(fā)生器概念次聲發(fā)生器簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是一種能夠發(fā)出次聲波的裝置[5]。 通過(guò)測(cè)定人和其他生物的某些器官發(fā)出的微弱次聲的特性，可以了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。 通過(guò)測(cè)定自然或人工產(chǎn)生的次聲在大氣中傳播的特性，可探測(cè)某些大規(guī)模氣象過(guò)程的性質(zhì)和規(guī)律。三、 次聲的應(yīng)用次聲波具有很大的危害，但同時(shí)人們也可以對(duì)次聲特有的性質(zhì)加以利用。高空大氣湍流產(chǎn)生的次聲波能折斷萬(wàn)噸巨輪上的桅桿，能將飛機(jī)撕得四分五裂；地震或核爆炸所激發(fā)的次聲波能將高大的建筑物摧毀；海嘯帶來(lái)的次聲波可將岸上的房屋毀壞。例如人們利用測(cè)定極光產(chǎn)生次聲波的特性來(lái)研究極光活動(dòng)的規(guī)律等。自然界的次聲主要由風(fēng)的波動(dòng)、空氣湍流、火山噴發(fā)、海浪拍擊、地震、風(fēng)暴等引起。第二節(jié) 基于STC89C52單片機(jī)次聲發(fā)生器總體設(shè)計(jì) 6一、此方案的總體設(shè)計(jì) 6二、電路的設(shè)計(jì) 7第三節(jié) 兩種方案的對(duì)比 9第四節(jié) 本章小結(jié) 9第三章 單片機(jī)的概述 10第一節(jié) 單片機(jī)的發(fā)展歷史及趨勢(shì) 10第二節(jié) STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 12一、 STC89C52的基本特性 12二、 STC89C52單片機(jī)的外部引腳介紹 12第三節(jié) 本章小結(jié) 15第四章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 16第一節(jié) 總體框圖 16第二節(jié) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17第三節(jié) 8位DA轉(zhuǎn)換器DAC0832 17一、 DAC0832的引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 18二、 DAC0832的工作方式 19第四節(jié) 系統(tǒng)顯示功能設(shè)計(jì) 20第五節(jié) 系統(tǒng)按鍵功能設(shè)計(jì) 23第六節(jié) 本章小結(jié) 24第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25第一節(jié) 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 25第二節(jié) 子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25一、 外部中斷0 25二、 外部中斷1 26三、 定時(shí)器0 27第三節(jié) 本章小結(jié) 28第六章 調(diào)試的過(guò)程和出現(xiàn)的問(wèn)題分析 29結(jié) 論 32致 謝 33參考文獻(xiàn) 34附 錄 35一、英文原文： 35二、英文翻譯： 41三、源程序： 43 46 第一章 次聲發(fā)生器的概述第一節(jié) 次聲一、 次聲的概念次聲是頻率低于可聽(tīng)聲頻率范圍的聲波，～20Hz。第一章 次聲發(fā)生器的概述 1第一節(jié) 次聲 1一、 次聲的概念 1二、 次聲的危害 1三、 次聲的應(yīng)用 2第二節(jié) 次聲發(fā)生器 2一、次聲發(fā)生器概念 2二、次聲發(fā)生器的研究動(dòng)態(tài) 3第三節(jié) 本章小結(jié) 4第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 5第一節(jié) 電子式次聲發(fā)生器的設(shè)計(jì) 5一、 此方案的總體設(shè)計(jì) 5二、 MATLAB中正弦信號(hào)的產(chǎn)生 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，輔以必要的模擬電路，構(gòu)成了一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)的次聲信號(hào)發(fā)生器。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目：基于STC89C52單片機(jī)的次聲信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著人類對(duì)次聲了解的深入，次聲在科學(xué)、軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越廣。其主要模塊有單片機(jī)控制模塊、頻率輸出模塊、鍵盤(pán)控制模塊及LCD顯示模塊，其中頻率生成模塊由單片機(jī)控制DAC0832生成，鍵盤(pán)控制模塊采用5個(gè)按鍵來(lái)選擇波形類型及調(diào)節(jié)頻率、幅值，顯示模塊則采用LCD1602來(lái)顯示波形類型、頻率及幅值，輸出的波形由示波器進(jìn)行檢查。三、 WAV文件的生成及播放 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。人的耳朵聽(tīng)不見(jiàn)次聲。核爆炸、其他方面的大爆炸、火箭的發(fā)射等也產(chǎn)生人為的次聲。利用接收到的被測(cè)聲源所輻射出的次聲波，探測(cè)它的位置、大小和其他特性，例如通過(guò)接收核爆炸、火箭發(fā)射火炮或臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的次聲波去探測(cè)這些次聲源的有關(guān)參量。次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3～17Hz，頭部的固有頻率為8～12Hz，腹部?jī)?nèi)臟的固有頻率為4～6Hz)，當(dāng)次聲波作用于人體時(shí)，人體器官容易發(fā)生共振，引起人體功能失調(diào)或損壞，血壓升高，全身不適；頭腦的平衡功能亦會(huì)遭到破壞，人因此會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)感、惡心難受。次聲的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[4]：研究自然次聲的特性和產(chǎn)生機(jī)制，預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件。如沙塵暴、龍卷風(fēng)及大氣中電磁波的擾動(dòng)等。例如人們研制出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常。并且為了方便研究，還必須能夠方便的調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的次聲的頻率[6]。 次聲波發(fā)生器本文所研究的次聲發(fā)生器，就是一種利用單片機(jī)編程可以調(diào)節(jié)頻率的次聲的裝置。但其次聲波強(qiáng)度較低，若作為次聲武器使用，需近距離使用才有效。只要控制好云霧團(tuán)的數(shù)量和起爆時(shí)間間隔，就能獲得所需頻率的次聲波。揚(yáng)聲器式產(chǎn)生次聲其工作原理與揚(yáng)聲器相似。其中有一種方法是利用壓電晶體產(chǎn)生兩束頻率，兩者作用產(chǎn)生高頻和低頻聲波，高頻聲波是兩者頻率之和，低頻聲波是兩者頻率之差，高頻聲波在空氣中很快衰減，低頻聲波(次聲波)則直達(dá)目標(biāo)。第二種方案是基于STC89C52單片機(jī)的次聲發(fā)生器，這種方案中先設(shè)計(jì)各個(gè)硬件模塊，通過(guò)單片機(jī)編程輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，最后接到示波器，在示波器上對(duì)波形進(jìn)行觀察調(diào)試。再利用超重低音音箱產(chǎn)生次聲波。 %頻率為10Hz w=2*pi*f。當(dāng)我們將上述功能寫(xiě)入M文件時(shí)，只需將頻率值變?yōu)榭删庉嬁蜉斎氲念l率即可。這一過(guò)程，可以通過(guò)超重低音音箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件焊接過(guò)程沒(méi)有問(wèn)題之后，就開(kāi)始程序的編寫(xiě)。通過(guò)載板聲卡進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，將模擬音頻信號(hào)功率放大到能驅(qū)動(dòng)低音炮喇叭，最后次聲波通過(guò)超重低音音箱的紙盆振動(dòng)發(fā)出。第二種方案采用STC89C52單片機(jī)，MCS51就是將具有存儲(chǔ)程序、處理數(shù)據(jù)以及與外設(shè)交換信息的功能電路集成在一塊芯片中，并符合一定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的單片機(jī)。第三章 單片機(jī)的選取第一節(jié) 單片機(jī)的發(fā)展歷史及趨勢(shì)單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長(zhǎng)，但發(fā)展十分迅猛。8位單片機(jī)鞏固發(fā)展階段及16位、32位單片機(jī)不斷推出階段（20世紀(jì)90年代至今）。隨著技術(shù)的進(jìn)步，早期的8位中、低檔單片機(jī)逐漸被淘汰，但8位單片機(jī)并沒(méi)有消失，尤其是51系列單片機(jī)不僅沒(méi)有消失，反而還呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)。但是兩種單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)不一樣，如AT89C51和STC89C51，內(nèi)部硬件資源不一樣，相比之下，一般STC的同類型的單片機(jī)資源比AT的多，執(zhí)行速度也快。③、在系統(tǒng)可編程,無(wú)需編程器,可遠(yuǎn)程升級(jí)。2. 存儲(chǔ)器尋址范圍：64K 字節(jié)ROM 和64K 字節(jié)RAM。6. 其