【正文】 時間 跟蹤過程 — 環(huán)路維持鎖定的過程 跟蹤過程（同步過程） 如果輸入信號頻率 ωi 或 VCO 振蕩頻率ω o 發(fā)生變化，則 VCO 振蕩頻率ω o跟蹤ωi 而變化，維持 ω o =ω i 的鎖定狀態(tài)，稱為跟蹤過程 或同步過程。 環(huán)路濾波器的電路模型 圖 4 常見環(huán)路濾波器的形式 圖 5 環(huán)路濾波器電路模型 微分方程 ： 其中， AF(p)為傳遞函數(shù)。 鎖相環(huán)路組成框圖 圖 1 鎖相環(huán)路基本組成框圖 鎖相環(huán)路工作原理 工作原理： ui(t)和 VCO 的 uo(t) 在 PD 中進(jìn)行比較， PD 輸出的誤差電壓 ud(t)是二者相位差的函數(shù)。各類信號過去常通過分立元件及集成運放構(gòu)成的振蕩器來產(chǎn)生，后來出現(xiàn)的 ICL8038 其最高頻率能達(dá)到 100kHz，通過 ICL8038 來設(shè)計的信號發(fā)生器精度比普通振蕩器輸出的精度要提高很多。 關(guān)鍵詞 : 單片機(jī) 。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 目錄 1 引言 .................................................................... 2 2 總體方案設(shè)計 ............................................................ 2 方案一 設(shè)計 思想 ..................................................... 3 鎖相環(huán)路組成框圖 ..............................................3 鎖相環(huán)路工作原理 ..............................................3 方案二 設(shè)計思想 ..................................................... 5 基于相位累加器的直接數(shù)字合成結(jié)構(gòu)圖 ........................... 5 直接數(shù)字合成相位累加器工作原理 ............................... 6 方案三 設(shè)計思想及原理框圖 ........................................... 6 方案 的 比較 及確定 ................................................... 6 3 單元電路設(shè)計和論證 ...................................................... 7 單片機(jī)的選型 ....................................................... 7 時鐘電路設(shè)計和論證 ................................................. 9 復(fù)位電路設(shè)計和論證 ................................................. 9 復(fù)位功能 ................................................... 10 復(fù)位后的狀態(tài) ............................................... 10 按鍵電路設(shè)計和論證 ................................................ 10 人機(jī)交互接口的設(shè)計 .......................................... 10 鍵盤設(shè)計需要解決的幾個問題 .................................. 10 按鍵的確認(rèn) .................................................. 11 重鍵與連擊的處理 ............................................ 11 按鍵防抖動技術(shù) .............................................. 11 顯示電路設(shè)計和論證 ............................................... 13 LED 數(shù)碼管 ................................................. 13 移位寄存器 74LS164 .......................................... 14 顯示電路設(shè)計 ................................................ 16 D/A 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計和論證 ............................................ 16 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 DAC0832 管腳功能介紹 ....................................... 16 D/A 轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) ....................................... 18 集成運算放大電路設(shè)計和論證 ........................................ 18 4 軟件設(shè)計 ............................................................... 20 系統(tǒng)主程序流程圖 .................................................. 20 各子程序流程圖 .................................................... 20 程序設(shè)計 ......................................................... 21 主程序 ...................................................... 21 各子程序 .................................................... 24 5 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試 ....................................................... 29 調(diào)試過程 .......................................................... 29 出現(xiàn)的問題與解決的方法 ............................................ 29 總結(jié) .................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ................................................................. 30 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 基于單片機(jī)的函數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)設(shè)計 摘要： 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)也在高漲，正是由于這種現(xiàn)象，促使信號發(fā)生器種類增多，性能也在逐漸提高。 D/A轉(zhuǎn)換 。 利用單片機(jī)通過程序設(shè)計方法產(chǎn)生低頻信號，其頻率底線較低，具有線路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、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，且如需要產(chǎn)生新的波形時，只需對程序進(jìn)行修改即可。如果兩者頻率相同，相位差恒定，則經(jīng) LF 后無輸出；如果兩者頻 率不同，則經(jīng) LF 后得到控制電壓去控制 VCO 的振蕩頻率，直至環(huán)路進(jìn)入“鎖定”狀態(tài)。 壓控振蕩器的電路模型 壓控振蕩器的特性可用調(diào)頻特性來表示 圖 6 調(diào)頻特性 壓控振蕩器的電路模型 )()()()(s in)( Oieedd ttttAtu ???? ??? 其中)()()( dFC tupAtu ? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 在一定范圍內(nèi)ω o與 uc(t)幾乎成線性關(guān)系有： A0 為 VCO 的壓控靈敏度。 跟蹤帶（同步帶） 能夠維持環(huán)路鎖定所允許的最大固有頻差 |Δω i| ，稱為鎖相環(huán)路的跟蹤帶或同步帶。數(shù)據(jù)被送至 DAC，從而產(chǎn)生一個正比于其數(shù)字編碼的電壓值， 每個電壓值保持一個時鐘周期，直至新的數(shù)據(jù)送至 DAC,經(jīng)數(shù)模 轉(zhuǎn)換后得到所需要的模擬電壓波形。該方法可以通過編程的方法來控制信號波形的頻率和幅度，而且在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實現(xiàn)頻率的變換。 3 單元電路設(shè)計和論證 單片機(jī)的選型 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡版本。 GND：接地。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)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)。 然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /EA/VPP：當(dāng) /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(nèi)部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 時鐘電路設(shè)計和論證 時鐘電路是單片機(jī)系統(tǒng)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。本設(shè)計中選用內(nèi)部時鐘方式。本設(shè)計使用的石英晶體振蕩器的頻率為 ，電容的主要作用是幫助振蕩器起振和 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 穩(wěn)定電路，其值的大小對振蕩頻率有少許影響，本設(shè)計中選擇 C1和 C2電容值為 30pf。但單片機(jī)本身是不能自動進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實現(xiàn)。 單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。單片機(jī)冷啟動后，片內(nèi) RAM 為隨機(jī)值，運行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值。 51 單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，至于內(nèi)部 RAM 內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。一個安全可靠的控制系統(tǒng)必須具有方便的交互功能。編碼鍵盤能自動識別按下的鍵并產(chǎn)生相應(yīng)代 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 碼，以并行或串行方式發(fā)給 CPU。鍵盤是計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一個重要組成部分，設(shè)計時必須解決下述一些問題。所以，通過電平狀態(tài)（高或低）的檢測，便可確定相應(yīng)按鍵是否已被按下。 有時，由于操作人員按鍵動作不夠熟練，會使一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵的效果，及重鍵的情形。所 以準(zhǔn)確無誤地辨認(rèn)每個鍵的動作及其所處的狀態(tài)，是系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。 消除按鍵盤抖動通常有兩種方法：硬件消抖和軟件消抖。如圖 16 所示。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 17 獨立式鍵盤 矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。如圖 18。 單個 數(shù)碼管的外部引腳如圖 20 所示。陰極作為“段”控制端，當(dāng)某段控制端為低電平時，該段對應(yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通并點亮。 74HC16 74HCT164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。 主復(fù)位 (MR) 輸入端上的一個低電平將使其它所有輸入端都無效，同時非同步地清除寄存器，強制所有的輸出為低電平。為了保護(hù)數(shù)碼管的壽命， 74LS164 跟數(shù)碼管之間需要330 歐 的上拉電阻。 HBM EIA/JESD22A114B 超過 2000 V。 C 至 +85 176。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 22 74LS164 功能圖 圖 23 74LS164引腳 表 1 74LS164引腳說明 符號 引腳 說明 DSA 1 數(shù)據(jù)輸入 DSB 2 數(shù)據(jù)輸入 Q0~Q3 3~6 輸出 GND 7 地 (0