【正文】 調(diào) 用 幅 值控 制 程 序是是是否否否 圖 外部中斷 1程序流程 定 時 中 斷 0開 始關(guān) 中 斷關(guān) 定 時 器裝 初 值開 中 斷開 定 時 器中 斷 返 回 圖 定時器 0 程序流程 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 三、系統(tǒng)詳細流程 系統(tǒng)詳細流程圖如圖 所示： 開 始初 始 化 單 片 機 各 端 口 、初 始 化 定 時 器 、 初 始 化液 晶無 按 鍵 按 下 時 液 晶 默 認 顯 示 方 波 的 幅值 、 頻 率 ， 且 當 前 為 模 式 選 擇 狀 態(tài)功 能 鍵 按 下“ + ” 鍵 按 下 “ ” 鍵 按 下程 序 跳 至 三角 波 產(chǎn) 生 程序 處 執(zhí) 行程 序 跳 至 正弦 波 產(chǎn) 生 程序 處 執(zhí) 行頻 率 控制 模 式幅 值 控制 模 式通 過 “ + ” “ ” 按 鍵 來 改變 頻 率 的 大 小通 過 “ + ” “ ” 按 鍵 來 改變 幅 值 的 大 小液 晶 顯 示 當 前 波 形 幅值 、 頻 率 的 大 小結(jié) 束 圖 系統(tǒng)詳細流程圖 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 第 三 節(jié) 本章小結(jié) 本章主要介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計的思路，包括系統(tǒng)總體設(shè)計的流程圖 、定時器、外部中斷的程序流程的設(shè)計 以及在軟 件調(diào)試過程中遇到的問題。在這次程序調(diào)試過程中主要遇到兩個棘手的問題：第一個是無法將程序燒進單片機。剛開始按下按鍵時，液晶顯示無任何變化。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 第五章 設(shè)計成果 本次設(shè)計的結(jié)果無論從硬件的焊接上還是從軟件的調(diào)試上都基本上還算令人滿意。 電源：它通過一 個變壓器將 220 伏的電壓經(jīng)過處理后能提供本設(shè)計中要求xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 的 5伏和正負 12伏的電壓。 二、 液晶顯示模塊 本設(shè)計要求在液晶上顯示波形的類型、波形的幅值大小和頻率大小。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 三角波的顯示情況如圖 ： 圖 三角波的顯示圖 圖 所示液晶上 A代表波形的幅值 ， M表示波形類型選擇模式，此時按“ +”、“ — ”按鍵可以選擇波形的類型。 三、示波器顯示模塊 示波器主要用于顯示函數(shù)發(fā)生器 輸出的波形，用它可以檢測函數(shù)發(fā)生器 是否正常工作。圖中所示的只是三角波顯示的瞬間情況，然而通過函數(shù)發(fā)生器的按鍵可以改變波形的幅值和頻率從而導致波形形狀的不同。雖然設(shè)計的結(jié)果可能談不上完美，但是基本上能夠滿足設(shè)計的要求。 通過這次 設(shè)計 ， 我的動手能力和思考能力都有所提高，尤其是鍛煉了我的耐力。我本次的設(shè)計基本上利用的是前人的技術(shù)，談不上什么創(chuàng)新，而且性能遠不如市場上銷售的成品。 x 老師淵博的知識，認真負責的工作作風，平易近人的態(tài)度讓我獲益匪淺。我希望我的設(shè)計技術(shù)在將來能夠更加完善一點 ，能夠在函數(shù)發(fā)生器設(shè)計的這個領(lǐng)域占有一席之地。 通過這次設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能 提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力 ， 同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處 。 此次畢業(yè)設(shè)計的過程真的可以用坎坷艱辛來形容啊，第一次硬件調(diào)試以失敗而告終，于是重新焊了一塊電路板。圖中所示的只是 正弦 波顯示的瞬間情況，然而通過函數(shù)發(fā)生器的按鍵可以改變波形的幅值和頻率從而導致波形形狀的不同。圖中所示的只是方波顯示的瞬間情況，然而通過函數(shù)發(fā)生器的按鍵可以改變波形的幅值和頻率從而導致波形形狀的不同。 正弦波的顯示情況如圖 ： 圖 正弦波的顯示圖 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 所示液晶上 A代表波形的幅值 ， M表示波形類型選擇模式，此時按“ +”、“ — ”按鍵可以選擇波形的類型。方波的顯示如圖 所示： 圖 方波的顯示圖 圖 所示液晶上 A 代表波形的幅值 ，此時按“ +”、“ — ”按鍵可以改變賦值的大小。 函數(shù)發(fā)生器：該部分是本設(shè)計的核心主題，接通電源后，它將產(chǎn)生方波、三角波、正弦波三種波形，而且上面的液晶能顯示波形的類型、幅值大小和頻率的大小，接上示波器就能在示波器上顯示波形。本章將一一介紹本設(shè)計的各個模塊的性能，包括液晶的顯示情況和示波器上波形的顯示情況。添上一行簡單的程序后問題就得到了解決。其實 51 系列單片機跟 52 系列單片除了 ROM大小不同，其他都一樣，所以對本設(shè)計沒有任何影響。如何使 程序編譯無誤并實現(xiàn)其功能才是真正嚴峻的問題。其程序流程圖如圖 所示： 外 部 中 斷 0開 始關(guān) 中 斷波 形 控 制 ？變 換波 形頻 率 控 制 ？增 加頻 率幅 值 控 制 ？增 加幅 值開 中 斷中 斷 返 回調(diào) 用 頻 率控 制 程 序調(diào) 用 幅 值控 制 程 序是是是否否否 圖 外 部中斷 0程序流程 ○ 2 外部中斷 1 本設(shè)計采用外部中斷 1控制波形類型的選擇以及幅值頻率的減小，當程序檢測到外部中斷 1時，執(zhí)行相應(yīng)的操作。單擊新建文件的快捷按鈕，屏幕中出現(xiàn)一個新的文字編輯窗口，這樣就可以在新的窗口中輸入需要的程序了 。 單擊“ Select Device for Target”對話框中的“確定”按鈕，程序會詢問是否將標準 51初始化程序加入到項目中，選擇“是”，程序會自動復制標準 51初始化程序到項目所在目錄并將其加入項目文件。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 在對話框中選擇新項目要保存的路徑和文件名，單擊“保存”按鈕即可。 （ 10）窗口（ Windows）菜單 窗口菜單命令用于設(shè)置窗口的排版方式，與 Windows 的窗口管理兼容。 （ 5）調(diào)試（ Debug）菜單 調(diào)試菜單命令用于軟件仿真環(huán)境下的調(diào)試，提供斷點、單步、跟蹤等操作指令。文件菜單的“ Device Database”選項用于修改 Keil 支持的 51 系列芯片的型號的設(shè)定。在模塊化編程時，如果同時打開多個不同文件，可以在Keil uVision3 中分別進行編輯處理。 Keil C51 軟件支持功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具和豐富的庫函數(shù)，生成的目標代碼效率很高，多數(shù)語句的匯編代碼很緊湊，且容易理解，在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢 Keil uVision3 是 Keil C51 for Windows 的集成開發(fā)環(huán)境，可以用開編譯C 源代碼、匯編源程序、連接和重定位目標文件和庫文件、創(chuàng)建 HEX 文件、調(diào)試目標程序等。所謂軟件設(shè)計當然包括軟件的流程設(shè)計和具體程序的編寫。我試著編了一個簡單的液晶測試程序，通過改變延時時間的大?。◤?100us 到 1s）發(fā)現(xiàn)液晶仍然顯示亂碼，因此我認為問題不是出在這里，所xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 以我把注意力放在了線路上。這些問題都可能導致整個電路不通電。 其中硬件 設(shè)計 方面包括單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計、按鍵的設(shè)計、液晶顯示模塊的設(shè)計、DA 轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計及基準電壓的設(shè)計等 。 (2)G:F— — “ +”鍵和“ — ”鍵調(diào)節(jié)輸出信號頻率，改變的是定時器的值。 “ + ” 鍵 功 能 鍵“ — ” 鍵 圖 按鍵分布與功能圖 “功能鍵”是選擇輸出波形需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，“ +”鍵 和“ — ”鍵則是增加或者減小輸出波形幅值或頻率。 其中： S/C=1:畫面平移一個字符位； S/C=0：光標平移一個字符位； R/L=1：右移； R/L=0：左移。 A5~A0=0~3FH DDRAM 地址設(shè)置 DDRAM 地址設(shè)置 讀 BF 及 AC 值 讀忙標志 BF 值呵地址計時器 AC 值 寫數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)寫入 DDRAM 或 CGRAM 內(nèi) 讀數(shù)據(jù) 從 DDRRAM 或 CGRAM 清屏 指令表如表 所示 : 表 LCD1602清屏指令表 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 顯示開關(guān)控制 如表 : 表 顯示開關(guān)控制表 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 D C B 功能：設(shè)置顯示、光標及閃爍開、關(guān)； 其中： D表示顯示開關(guān) ： D=1 為開， D=0 為關(guān)。 R/W： 讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 五、系統(tǒng)顯示功能設(shè)計 本設(shè)計采用 LCD1602 來顯示波形的類型、幅值及頻率。輸出電壓 :＋ /25mV， 輸入電壓范圍 :~40V， 輸出電流 :10mA。同樣單片機也與第二片 DAC0832 相連接，通過單片機 查表頻率的改變和定時器初值的改變來控制波形頻率的大小。在需要同步進行 D/A 轉(zhuǎn)換的多路 DAC 系統(tǒng)中，采用雙緩沖方式，可以在不同的時刻把要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)打入各 DAC 的輸入寄存器，然后由一個轉(zhuǎn)換命令同時啟動多個 DAC 轉(zhuǎn)換。一般的做法是將 WR2 和 XFER都接地，使 DAC 寄存器處于直通方式，另外把 ILE 接高電平， CS接端口地址譯碼信號， WR1 接 CPU 的 WR 信號，這樣就可以通過一條 MOVX 指令，選中該端口，使 CS 和 WR1 有效，啟動 D/A 轉(zhuǎn)換。 (8)、 DGND：數(shù)字量地。 (5)、 VREF：參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負電壓，它xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 決定 0 至 255 的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度， VREF 范圍為(+10～ 10)V。 圖 DAC0832 引腳圖 圖 ： (1)、 DI7～ DI0： 8 位的數(shù)據(jù)輸入端， DI7為最高位。從圖 4中可見，在 DAC0832 中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的允xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 許鎖存信號為 ILE，第二級鎖存器稱為 DAC 寄存器，它的鎖存信號也稱為通道控制信號 /XFER。能完成數(shù)字量輸入到模擬量 (電流 )輸出的轉(zhuǎn)換。 復位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是 RST 引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電， RST 端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，時間不少于 5ms。因而，復位是一個很重要的操作方式。單 片機內(nèi)部已經(jīng) 集成了振蕩器；使用晶體振蕩器，接 18（ XTAL2）、19（ XTAL1）腳。外接晶體諧振器以及電容 C1和 C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。 晶振電路： 晶振是晶體振蕩器的簡稱， 單片機是一種時序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作。 DA 轉(zhuǎn)換部分：本設(shè)計采用 2 塊 DAC0832 芯片，其中一塊的輸出用于另一塊 DA的基準 基準電壓部分：第一塊 DA的 基準電壓通過 MC1403 芯片來實現(xiàn)。 第三節(jié) 本章小結(jié) 本章主要介紹了本設(shè)計的具體方案，本設(shè)計采用雙 DA 技術(shù)來生成波形，在頻率控制方面，本設(shè)計采用控制單片機查表的頻率和改變計數(shù)器的計數(shù)初值相結(jié)合的方法。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 方案二： 單片機控制計數(shù)器的初值 。 綜合考慮成本、復雜程度、技術(shù)要求等各種因素，選擇了單片機控制雙 DA 技術(shù)完成頻率的改變這種方案。例如早期的函數(shù)發(fā)生器集成芯片有 ICL803 BA20XR2206/2207/2209 等，這些芯片的不足時輸出信號的頻率不高，最大僅有幾百kHz，調(diào)節(jié)方式不靈活，頻率和脈沖信號的占空比不能獨立調(diào)節(jié)。一般集成 DDS 芯片內(nèi)部時鐘脈沖的頻率固定，其相位累加器位數(shù)也不變，所以只需改變頻率控制字即可實現(xiàn)輸出信號頻率的變化。不足之處是由于單片機的處理數(shù)據(jù)的速度有限，當產(chǎn)生頻率比較高的信號時，輸出波形的質(zhì)量將下降。信號發(fā)生器的基本功能是可以提供符合一定技術(shù)指標要求的電信號，其波形、頻率、幅值均可以調(diào)節(jié)。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第二章 方案選擇 函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。 EA/VPP： 在訪問整個外部程序存儲器時 EA必須外部置低 ,如果 EA 為高時將執(zhí)行內(nèi)部程序 ,除非程序計數(shù)器包含大于片內(nèi) FLASH 的地址 。 ALE可以通過置位 SFR的 禁止，置位 后 ALE只能在執(zhí)行 MOVX 指令時被激活 。內(nèi)部有擴散電阻連接到 Vss， 僅需要外接一個電容到 Vcc 即可實現(xiàn)上電復位。P3