【正文】 data of the waveforms. It uses the 51 languages to pile the program, so it bees easy to pile paper shows some instruction first. And then tell us some knowledge about the microprocessor and the software. The generator’ hardware includes microprocessor AT89C51, clock circuits, keyboard circuits and DA0832, software includes the programs for generating waveforms and controlling hard wares. Key words： signal generator； AT89C51； DA0832 目 錄 1 概 述 ...................................................................................................................... 1 研究背景與意義 ..................................................................................................... 2 設(shè)計內(nèi)容 ................................................................................................................. 2 設(shè)計 功能 ................................................................................................................. 2 2 方案的設(shè)計與選擇 .................................................................................................... 2 方案的比較 ............................................................................................................. 2 設(shè)計原理 ................................................................................................................. 2 系統(tǒng)元件的選擇 ..................................................................................................... 3 單片機(jī) ................................................................................................................... 3 8155 芯片 .............................................................................................................. 7 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 ..................................................................................................... 10 LED 數(shù)碼管 ........................................................................................................ 12 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 .................................................................................................. 14 硬件原理框圖 ....................................................................................................... 14 主控電路 ............................................................................................................... 14 數(shù)、模轉(zhuǎn)換電路 設(shè)計 ........................................................................................... 15 按鍵接口電路 設(shè)計 ............................................................................................... 18 時鐘電路 設(shè)計 ....................................................................................................... 18 顯示電路 設(shè)計 ....................................................................................................... 19 4 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 ........................................................................................................ 19 程序流程圖 ........................................................................................................... 21 主要程序代碼 ....................................................................................................... 22 5 調(diào)試與性能分析 ...................................................................................................... 25 調(diào)試 ....................................................................................................................... 25 性能分析 ............................................................................................................... 27 6 結(jié)束語 ...................................................................................................................... 28 致 謝 ....................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 30 附 錄 ....................................................................................................................... 31 附錄 1 源程序 ............................................................................................................. 31 附錄 2 系統(tǒng)設(shè)計 電路原理圖 ..................................................................................... 41 附錄 3 系統(tǒng)設(shè)計 PCB 圖 ........................................................................................... 42 1 基于單片機(jī)的信號發(fā)生器設(shè)計 1 概 述 研究背景與意義 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來．以極其高的性能價格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。硬件主要由單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 構(gòu)成，電路簡單，結(jié)構(gòu)緊湊 ，硬件成本較低。信號發(fā)生器廣泛用于電子電路、自動控制系統(tǒng)和教學(xué)實驗等領(lǐng)域。例如在通信、廣 播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號或脈沖信號運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。波形及其參數(shù)可由軟件設(shè)定，程序采用 c51 語言編譯，使編譯比較簡單。單片機(jī)的優(yōu)點是體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。廣大工程技術(shù)人員通過學(xué)習(xí)有關(guān)單片機(jī)的知識后，也能依靠自己的力量來開發(fā)所希望的單片機(jī)系統(tǒng)，并可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。其最明顯的優(yōu)勢就是可以嵌入到各種儀器、設(shè)備中，這是其他計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)都無法做到的。按照信號發(fā)生器性能指標(biāo)可以分為一般信號發(fā)生器和標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號或脈沖信號運(yùn)載出去，就需要能 2 夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在程序運(yùn)行中，當(dāng)接收到來自外界的命令，需要輸出某種波形時再調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序和波形發(fā)生程序，經(jīng)電路的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器處理后，從信號發(fā)生器的輸出端口輸出。 b.“ S4”號鍵為 10Hz 的頻率信號，“ S5”號鍵為 100Hz 的頻率信號，“ S6”號鍵為 500Hz 的頻率信號，“ S7”號鍵為 1KHz 的頻率信號， 6個 LED 顯示器輸出信號的頻率值，選用共陽極 LED。 2 系統(tǒng)總體 方案 的設(shè)計與選擇 方案的比較 方案一：采用單片函數(shù)發(fā)生器（如 8038）， 8038 可同時產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡單易行，用 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出來改變調(diào)制電壓，也可以實現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號的頻率穩(wěn)定度不高。此外，由于通過編程方法產(chǎn)生的是數(shù)字信號，所以信號的精度可以做的很高。 AT89C51 單片機(jī)本身就是一個完整的微型計算機(jī)，具有組成微型計算機(jī)的各部分部件：中央處理器 CPU、隨機(jī)存取存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、 I/O 接口電路、定時器 /計數(shù)器以及串行通訊接口等，只要將 89C51再配置鍵盤及其接口、顯示器及其接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換及波形輸出、指示燈及其接口等四部分，即可構(gòu)成所需的波形發(fā)生器，其信號發(fā)生器構(gòu)成原理框圖如圖 21 所示。單片機(jī)自動完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設(shè)計人員賦予它的指 令系統(tǒng)所決定的，一條指令對應(yīng)著一種基本操作；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。單片微型計算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式 微控制器 （ Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。早期的單片機(jī)都是 8位或 4位的。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16位單片機(jī)，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。目前，高端的 32位單片機(jī) 主頻 已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至 1美元，最高端的型號也只有 10美元。事實上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計算機(jī)。 汽車上一般配備