【正文】 at89c51 monolithic integrated circuits generators. The design includes monolithic integrated circuits to the system design, and D/A the module for the design, the keyboard control module of the design and LCD modules display design. One of D/A the modules including two dollars and op07 dac0832 the discharge of the D/A, the chip is the D/A chip of the voltage and the first piece of D/A chips 5v reference by 2. the voltage mc1403 chip of the output to provide。 單片機(jī)有很多種類，而且制作函數(shù)發(fā)生器的方案繁多， 本次設(shè)計(jì) 是 以 AT89C51單片機(jī)為核心， 選用 DAC0832為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，并 輔以必要的模擬電路，設(shè)計(jì)出了 一個(gè)基于 AT89C51單片機(jī) 的 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。 編 號(hào)： 審定成績(jī)： xxxx 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的函數(shù)發(fā)生器的研究制作 學(xué) 院 名 稱 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 專 業(yè) ： 班 級(jí) ： 學(xué) 號(hào) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 答辯組 負(fù)責(zé)人 ： 填表時(shí)間： 2020 年 6 月 xxxx 大學(xué)教務(wù)處制xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 函數(shù)發(fā)生器 主要作為實(shí)驗(yàn)用信號(hào)源，是現(xiàn)今各種電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。其 設(shè)計(jì)內(nèi)容 主要 包括單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、 DA轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì) 、鍵盤控制模塊 的設(shè)計(jì) 及 LCD顯示模塊 的設(shè)計(jì) 。 keyboard control in three key to select the type and frequency, wave of value displays module lcd1602。函數(shù)發(fā)生器作為一種通用的電 子儀器，在生產(chǎn)、科研、測(cè)控、通訊等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。而且其體積大，損耗也大。 單片機(jī)有很多種類，而且制作函數(shù)發(fā)生器的方案繁多，本次設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心，選用 DAC0832為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，并輔以必要的模擬電路，設(shè)計(jì)出了一個(gè)基于 AT89C51單片機(jī)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 單片機(jī) 概述 單片機(jī)的全稱是單片微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip Microputer），國(guó)際上統(tǒng)稱為微控制器（ Micro Controller Unit,MCU）。 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。這些微處理器雖然還不是真正的單片機(jī)，但從此拉開(kāi)了研制單片機(jī)的序幕。從而導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中開(kāi)始出現(xiàn)兩大分支：通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)。這一階段中最具典型性的產(chǎn)品為 1980 年 Intel 公司推出的 MCS51系列單片機(jī)，其他代表產(chǎn)品有 Motorola 公司的 6801 和 Zilog公司的 Z8 等。 此階段單片機(jī)在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等方面向更高水平發(fā)展。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，將進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方向發(fā)展。 AT89C51 單片機(jī) 有 40 個(gè)管腳，分成兩排，每一排各有 20 個(gè)腳，其中左下角標(biāo)有箭頭的為第 1腳，然后按逆時(shí)針?lè)较蛞来螢榈?2腳、第 3腳??第 40腳。 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 32 可編程 I/O 線 低功耗的閑置和掉電模式 GND：接地 。 圖 AT89C51單片機(jī)的外部引腳圖 當(dāng)使用 8位尋址方式(MOVRi)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,P2口發(fā)送 P2特殊功能寄存器的內(nèi)容。當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的 P3口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流 ， P3口還具有以下特殊功能 ： RxD():串行輸入口 TxD():串行輸出口 INT0():外部中斷 0 INT1():外部中斷 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 T0():定時(shí)器 0外部 輸入 T1():定時(shí)器 1外部輸入 WR():外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào) RD():外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào) ALE： 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。PSEN ： 當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器代碼時(shí) ,PSEN每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次 .在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) PSEN無(wú)效 ,訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí) PSEN無(wú)效。 第 三 節(jié) 本章小結(jié) 本章第一節(jié)主要介紹了單片機(jī)的發(fā)展歷史及未來(lái)趨勢(shì)，讓我們對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)初步的了解。本章將討論采用何種方法設(shè)計(jì)函數(shù)發(fā)生器。 采用單片機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的信號(hào)發(fā)生器 該方案的主要思路是采用編程的方法來(lái)產(chǎn)生希望得到的波形，用戶將要輸出的波形預(yù)先存儲(chǔ)在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，在需要某種波形時(shí)將儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)依次讀出來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波等處理后，輸出該波 形的信號(hào)。 DDS 集成芯片內(nèi)部主要由相位累加器、波形存儲(chǔ)器、高速 D/A 轉(zhuǎn)換器等環(huán)節(jié)組成，在時(shí)鐘 脈沖的控制下，相位累加器對(duì)輸入的頻率控制字不斷進(jìn)行累加得到相應(yīng)的相位碼，同時(shí)相位碼序列作為地址信號(hào)去尋址波形存儲(chǔ)器進(jìn)行相位碼到幅度碼的轉(zhuǎn)換，并輸出不同的幅度編碼。目前典型的 DDS 集成芯片有 AD9850、 AD985AD9852 和 AD9834 等。 采用分立器件組成的信號(hào)發(fā)生器 過(guò)去傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生一般采用這種方式，該方案 一般采用集成運(yùn)算放大器外加電阻、電容等元件，構(gòu)成方波、三角波發(fā)生器，然后將三角波信號(hào)或方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成正弦波信號(hào)輸出；也可以直接采用 RC 正弦波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號(hào)。因此控制單片機(jī)的查表頻率即可實(shí)現(xiàn)頻率的步進(jìn)。對(duì)計(jì)數(shù)器的位數(shù)要求較高（至少需要 10 位），且由于受到 VCO的振蕩頻率的影響輸出頻率失真度增加。本章將詳細(xì)地介紹系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、 DA 轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯 示模塊和按鍵控制模塊等。 鍵盤部分：本設(shè)計(jì)采用 3 個(gè)獨(dú)立按鍵來(lái)控制波形類型的 選擇、幅值大小的改變及頻率大小的改變。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 ，電容值約為 30μF 。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 復(fù)位電路： 單片機(jī)復(fù)位電路 是指 單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi) RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個(gè)特殊 功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見(jiàn)表 。 EA 引腳： 31引腳一般接到正電源端。其主要參數(shù)如下：分辨率為 8位 ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 1μs ，滿量程誤差為 177。此后，當(dāng) /WR1 由低電平變高時(shí)，控制信號(hào)成為低電平，此時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存 到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù) DB 的變化而變化。 (3)、 IOUT2：模擬電流輸出端 2， IOUT2 與 IOUT1 的和為一個(gè)常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝ 常數(shù)。 (6)、 VCC：芯片供電電壓，范圍為 (+5~15)V。例如在構(gòu)成波形發(fā)生 器的場(chǎng)合，就要用到這種方式，即把要產(chǎn)生基本波形的數(shù)據(jù)存在 ROM中，連續(xù)取出送到 DAC去轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 需xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 在程序的控制下，先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入輸入緩存器，然后在某個(gè)時(shí)刻再啟動(dòng) D/A轉(zhuǎn)換。 ○ 3 DAC0832 與單片機(jī)連接 及外圍電路的設(shè)計(jì) 圖 第一片 DAC0832外接轉(zhuǎn)換電路 圖 第二片 DAC0832 外接轉(zhuǎn)換電路 本次函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)采用雙 AD 技術(shù)。其電路圖如圖 、圖 所示： 四 、 本設(shè)計(jì)采用 MC1403 芯片實(shí)現(xiàn) ，其引腳圖如 圖 所示 : 圖 MC1403引腳圖 MC1403 是低壓基準(zhǔn)芯片。就是 Vin接電源輸入， GND 接底， Vout 加一個(gè) ~1uf 的電容就可以了。 LCD1602 管腳如圖 所示： xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 接口管腳功能表如表 所示 ： 圖 LCD1602芯片管腳圖 表 LCD1602管腳功能表 引腳號(hào) 符號(hào) 狀態(tài) 功能 1 Vss 電源地 2 Vdd 電源 +5V 3 V0 對(duì)比度控制端 4 RS 輸入 寄存器選擇 5 R/W 輸入 讀、寫操作 6 E 輸入 使能信號(hào) 7 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 8 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 9 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 10 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 11 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 12 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 13 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 14 DB 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 15 LEDA 輸入 背光 +5V 16 LEDK 輸入 背地光 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 LCD1602 主要管腳介紹： V0： 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生‘鬼影’，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 E： 使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行指令。 B表示閃爍開(kāi)關(guān)： B=1 為開(kāi)， B=0 為關(guān)。 讀寫控制時(shí)序如 表 ： 表 LCD1602讀寫控制時(shí)序 RS R/W E 功能 0 0 下降沿 寫指令代碼 0 1 高電平 讀忙標(biāo)志和 AC 碼 1 0 下降沿 寫數(shù)據(jù) 1 1 高電平 讀數(shù)據(jù) xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 LCD1602 與單片機(jī)連接圖如下： 圖 LCD1602與單片機(jī)連接電路圖 六 、 系統(tǒng)按鍵功能設(shè)計(jì) 此信號(hào)發(fā)生器采用三個(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 上顯示的內(nèi)容如圖 所示。 m o d e : F S Z A : x . x v M 、 A 、 F F : x x x x x H z 圖 LCD1602顯示內(nèi)容示意圖 說(shuō)明： 按動(dòng)“功能鍵”會(huì)使 G 的值在 0、 2 之間循環(huán)切換。因?yàn)闆](méi)有通過(guò) PCB 制板，而是由自己直接搭的電路，所以在焊接過(guò)程中用到了很多導(dǎo)線來(lái)連接，導(dǎo)線越多則越容易焊接錯(cuò)誤。第二個(gè)問(wèn)題是液晶上顯示亂碼。通過(guò)將兩根導(dǎo)線分開(kāi)并重新焊接后問(wèn)題得到了解決，液晶正常顯示。本章將介紹編寫程序的 Keil 軟件及具體流程的設(shè)計(jì) ，并且將最終的設(shè)計(jì)成果一一展現(xiàn)。 Keil uVision3提供的多功能 的文件操作環(huán)境，包括一個(gè)內(nèi)藏式編輯室，它是標(biāo)準(zhǔn)的文件編輯器，具有十分強(qiáng)大的文件編輯功能 ，例如文件塊的移動(dòng)、剪切、復(fù)制、查找、刪除等，它支持鼠標(biāo)操作，也有快捷鍵。下面分別對(duì)各菜單的列表項(xiàng)所指向的功能進(jìn)行說(shuō)明。 （ 3）視圖（ View）菜單 視圖菜 單命令用于控制 Keil 的界面顯示，使用視圖菜單中的命令可以顯示或隱藏 Keil 的各個(gè)窗口和工具欄。 （ 7）外設(shè)（ Perpherals）菜單 外設(shè)菜單是外圍模塊菜單命令，用于控制芯片的復(fù)位和片內(nèi)功能模塊的控制。 二、利用 Keil uVision3 創(chuàng)建新項(xiàng)目 Keil uVision3 中的項(xiàng)目是一個(gè)特殊 結(jié)構(gòu)的文件，它包含應(yīng)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)相關(guān)所以文件的相互關(guān)系，在 Keil uVision3 中，主要使用項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。 單擊“保存”按鈕后，彈出“ Select Device for Target”對(duì)話框。選中項(xiàng)目窗口中的文件組后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單 中選擇 Add Files to Group”項(xiàng)添加所需文件。通過(guò)按鍵可以選擇調(diào)節(jié)頻率還是調(diào)節(jié)幅值以及選擇輸出正弦波和三角波。其流程圖如 圖 所示 ： 外 部 中 斷 1開(kāi) 始關(guān) 中 斷波 形 控 制 ？變 換波 形頻 率 控 制 ？減 小頻 率幅 值 控 制 ？減 小幅 值開(kāi) 中 斷中 斷 返 回調(diào) 用 頻 率控 制 程 序