【正文】 機與DAC0832的連接 13 本章小結 14第4章 軟件設計 15 軟件的總體設計 15 頻率改變與波形輸出流程圖 16 頻率程序設計 17 鍵盤掃描程序與處理程序 18 1602顯示程序 18 本章小結 18第5章 系統調試 19結 論 20致 謝 21附錄1 譯文 23附錄2 英文參考資料 25附錄3 原理圖 28附錄4 源程序 29緒 論 課題的研究背景和意義信號發(fā)生器作為一種通用的信號源發(fā)生器儀器，早在20年代電子設備剛出現時它就產生了。自從 70 年代微處理器的出現以后，利用各種微處理器、模數轉換器和數模轉多以軟件為主，實質是采用微處理器對DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。 2．增強了儀表的功能和靈活性?？梢哉f，單片機技術的發(fā)展,為信號發(fā)生器提供了廣大的空間。 國內外研究現狀胥紹禹在《多波形信號發(fā)生器》一文中設計的電路采用了兩塊 C－MOS 數字集成電路74C04（內含六個反相器）和74C14（內含六個帶施密特電路的反相器）。 IC1d、IC1e～f 構成兩級線性放大器，用于將三角波整形為模擬正弦波。李輝，朱林生《基于FPGA的三相函數發(fā)生器設計》設計的信號發(fā)生器是基于DDS原理，頻率控制字M和相位控制字P分別控制DDS輸出波形的頻率和相位。波形查找表由ROM構成，內部存有一個完整周期的波形的數字幅度信息，每個查找的地址對應波形中0176。徐仁貴，管運生，李學東在《實用的多功能信號發(fā)生器》用單片機制作信號發(fā)生器，除了單片機以外， 包括有查表地址發(fā)生器、ROM、DAC 以及放大倒相等環(huán)節(jié)。假設這一周期性函數為F(X), 在一個周期內所取點數為N , 則存放在該數據表中的數據依次為:F(0)，F（2π/N），F（2*2π/N）……F（（N1）*2π/N）。它用來產生訪問ROM中某一數據表的周期性地址信號。主要實現任務是利用單片機程序，產生數字式的正弦波、方波、三角波頻率可調的信號。方案三：利用單片機AT89C51和常用的數模轉換芯片DAC038結合，通過按鍵輸入單片機控制不同波形的輸出，其體積小，成本低，功率小，因此我選擇方案三。 方案二：用 FPGA 等可編程器件作為控制模塊。 在次系統中，采用單片機作為控制比采用 FPGA 實現更簡便。在通過顯示部分顯示其頻率，和波形。：主要選用DAC0832來把數字信號轉換為模擬信號。系統要求是便攜式低功耗的，所以在硬件電路建立前首先粗略計算一下整個系統所需的功耗。DAC0832與單片機接成數據直接寫入方式，當單片機把一個數據寫入DAC寄存器時，DAC0832的輸出模擬電壓信號隨之對應變化。要是需要相應的模擬信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現這個供功能。DAC0832由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A轉換電路組成。當ILE為高電平，CS為低電平，ER1為負脈沖時，在LE產生正脈沖；其中LE為高電平時，輸入寄存器的狀態(tài)隨數據輸入線狀態(tài)變化，LE的負跳變將輸入數據線上的信息存入輸入寄存器。其中有輸出電壓各自極性固定的單位性輸出和在隨動系統中輸出電壓有正負極性的雙極性輸出兩種輸出方式。從鍵盤的結構來分類，鍵盤可以分為獨立式和矩陣式兩類，每一類按其識別方法又都可以分為編碼和未編碼鍵盤兩種。（1）獨立式未編碼鍵盤結構的工作原理及接口:在單片機應用系統中常常需要簡單的幾個鍵完成數據、命令的輸入，此時可采用獨立式鍵盤的結構。圖中鍵盤的行線（X0~X3）與列線（Y0~Y3）的交叉處通過一個按鍵來聯通，行線通過電阻接+5V，當鍵盤上沒有鍵閉合時所有的行線和列線都斷開，則行線都呈高電平。如果 X0、XXX都為高電平，則 Y0 這一列上沒有鍵合。這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過程稱為對鍵盤的一次掃描。鍵的閉合與否，取決于機械彈性開關的通、斷狀態(tài)。如視按下時間最長者為有效鍵，或認為最先按下的鍵為當前的按鍵，也可以將最后釋放的鍵看成是輸入鍵。等鍵釋放電平后再轉去執(zhí)行相應的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯誤發(fā)生。一個電信號通過機械觸點的斷開、閉合過程，完成高、低電平的切換。這種做法，工作可靠，且節(jié)省機時。圖33 鍵盤連接 顯示電路通過液晶1602顯示輸出的波形、頻率，其電路圖如下：圖34 顯示電路連接如上圖所示，1602的八位數據端接單片機的P1口，其三個使能端RS、RW、—。DAC0832是一個具有兩個輸入數據寄存器的8位DAC。0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓信號，電流信號到電壓信號的轉換可以由運算放大器LM324實現，用兩片LM324可以實現雙極性輸出。重復輸出256個點，成為第二個周期。如圖34所示為一種用兩級運算放大器組成的模擬電壓輸出電路。每一組運算放大器可用圖所示的符號來表示，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，“Vo”為輸出端。圖35 流壓轉換及放大電路 單片機與DAC0832的連接，用地址92H的選通作為CS和WR1的控制信號，微處理器的寫信號直接來控制XFER和WR2。此電路的硬件搭接也較為簡單，主要是單片機和DAC0832的連接。(2)要樹立結構化程序設計風格，各功能程序模塊化、子程序化。(4)為提高軟件設計的總體效率，以簡明、直觀法對任務進行描述，在編寫應用軟件之前，應繪制出程序流程圖。本系統的軟件包括以下幾個程序模塊：(1)初始化程序；(2)顯示程序；(3)鍵盤掃描程序與處理程序；(4)定時器0服務程序；(5)正弦波發(fā)生程序及其服務程序；(6)三角波發(fā)生程序；(7)方波發(fā)生程序； 頻率改變與波形輸出流程圖頻率改變結束滿足要求？調用延時程序增加（降低）頻率()=0等待開始圖41為頻率改變流程圖，圖42為波形輸出流程圖NYNY 圖41頻率改變流程圖本圖主要介紹了AT89c51單片機，在圖中我們可以看出，在給單片機上電的時，要正常運行就要進行定時功能，在運行過程中如果滿足要求則可以進行頻率的改變，如果不能滿足要求則要重新運行直到滿足要求為止。假設需要10HZ的正弦波，由于正弦波的取點個數為256個，所以每個點所要的時間為1/10/256秒，選用定時/計數器T0的方式1實現，設計數器初值為X：X=65536（1/10/256*106/）但是，由于實際程序執(zhí)行過程中，不光要取256個點，還要執(zhí)行一些與取點相關的程序，所以需要的初值往往要小于X。0xf0=0xd0時，說明頻率升鍵按下，當P3amp。液晶顯示原理：液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。在此期間我查閱了各種資料和求助了老師和同學的幫助，才能完成軟件程序的設計。通過編譯、運行，可以檢查程序錯誤。結 論基于單片機的智能信號發(fā)生器設計，該課題的設計目的是充分運用大學期間所學的專業(yè)知識，考察現在正在使用的信號發(fā)生器的基本功能，完成一個基本的實際系統的設計全過程。這樣一個信號發(fā)生裝置在控制領域有相當廣泛的應用范圍。其中正弦波和三角波的程序較為繁瑣，因為是通過查表指令產生的，所以要列出個含有較多字符的表格。感謝學校給我們這次畢業(yè)設計的機會和其它的幫助。參考文獻[1] 胥紹禹．多波形信號發(fā)生器[J]．電子報，2006(18)，18~21．[2] 楊瀟，劉剛，翟玉文．多功能PWM信號發(fā)生器設計[J]．吉林化工學院學報,2010(02)，50~52[3] 邢喆，朱繡鑫．多功能信號發(fā)生器[J]．電子測量技術，2004(06)，18~19[4] 陳再清．多頻率信號發(fā)生器[J]．電子技術，1995(04)，37~38[5] 李輝，朱林生．基于FPGA的三相函數發(fā)生器設計[J]．電子科技，2010(07)，87~91[6] 郭強．基于FPGA的信號發(fā)生器的設計[J]．機械與電子，2010(11)，112~113[7] 黃惟公．單片機原理及應用[M]．西安電子科技大學出版社，2007[8] 邱關源．電路[M]．高等教育出版社，1999[9] 鮑祖尚．基于MAX038的信號發(fā)生器設計[J]．中南林業(yè)科技大學學報，2010(07)，181~184[10] 姜穎韜．正弦波信號發(fā)生器的DSP設計[J]．科技經濟市場，2010(06)，10~12[11] 劉長君．基于函數發(fā)生芯片MAX038的函數發(fā)生器設計[J]．電子世界，2010(06)，48~49[12] 徐仁貴，管運生，李學東．實用的多功能信號發(fā)生器[J]．電測與儀表，2000(07)，40~42[13] 康書英，趙書濤．一種簡易的任意波形信號發(fā)生器[J]．電力情報，1996(04)，25~27[14] Tierney, J Rader, ., and Gold, B．A Digital Frequency Synthesizer,IEEE[J]．Transactions on Audio and Electroacoustics , 2000(08)，112~115[15] Sullvan G J. 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Mag., 1998, 15(6): 7490附錄1 譯文 從1989年開始,一個新的數學技術稱為小波變換(WT)已經成功地應用在化學信號處理。它已經被用來解決特定的問題在量子化學和化學物理。如何更準確地提取早期(弱)故障特征信號仍是一個熱點和難點的研究的學科。 任意信號發(fā)生器發(fā)揮重要作用在許多應用程序中。該系統利用正交函數來生成各種周期性任意信號。這是發(fā)現所有的信號顯示生成精確的0犯錯任意信號發(fā)生器發(fā)揮重要作用在許多應用程序中。一般來說,沒有設備適用于所有可能的應用程序。它還可以用于其他類似的應用程序。類似的模塊重置和觸發(fā)器生成操作可以執(zhí)行通過前面板按鈕開關或通過軟件CAMAC命令。類似的模塊重置和觸發(fā)器生成操作可以執(zhí)行通過前面板按鈕開關或通過軟件CAMAC命令。模擬輸出(單通道)是生成的數字模擬轉換器通過CPLD進行各種類型的波形像正弦、正方形、三角形和其他的波的形狀能夠變化幅度和頻率。 sbit DA_S2= P2^1。uchar judge=1。 uchar code lcd_hang1[]={Sine Wave Triangle Wave Square Wave Select Wave: press key! }。 uchar code triangle_tab[]={ 0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50,0x58,0x60,0x68,0x 70,0x78, 0x80,0x88,0x90,0x98,0xa0,0xa8,0xb0,0xb8,0xc0,0xc8,0xd0,0xd8,0xe0,0xe8,0xf 0,0xf8,0xff, 0xf8,0xf0,0xe8,0xe0,0xd8,0xd0,0xc8,0xc0,0xb8,0xb0,0xa8,0xa0,0x98,0x90,0x8 8,0x80, 0x78,0x70,0x68,0x60,0x58,0x50,0x48,0x40,0x38,0x30,0x28,0x20,0x18,0x10,0x 08,0x00}。x0。 }void triangle_out() { DAdata=triangle_tab[wavecount++]。 }void sine_out() { DAdata=sine_tab[wavecount++]。 if(judge==1) DAdata=0xff。 //關閉位輸入寄存器}/************1602液晶的相關函數*************/define lcd_ports P1sbit rs=P2^2。 lcden=0。 delay(5)。 lcd_ports=date。 lcden=0。 ? for(num=0。 }}void init_lcd(){ lcden=0。 write_(0x06)。lcd_hang1[3*16])。 DA_S2=0。 waveform=0。 EX0=1。 if(waveform==0) sine_out()。 uint total_freq。 if(key==0) //確實有按鍵按下而引發(fā)中斷 { keytemp=P3amp。 break。 case 0xb0: //頻率