【正文】 E S 2R7R E S 2R8R E S 21 2 3J1C O N 31 2 3J2C O N 31 2 3J3C O N 31 2 3J4C O N 3+ 12V 12V + 5V+ 5VQ2P N PQ3P N PQ4P N PP 37P 36P 35P 34P 20P 22P 24P 26P 27P 21P 23P 25P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07+ 5VA1K2D4D I O D EC3104112233445566778899D2RP1122C610u+ 5V+ 5VP 23A11B7C4D2E1F10G5DP312986D1L E D 432184U 3AN E 5532567U 3BN E 5532茂名學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）：智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 22 自制印刷電路板 用硫酸紙打印電路圖。 鉆洞，打孔。 將制 作電路板的過程 作了簡要的介紹 。初始化，定義常用數(shù)據(jù)類型，對(duì)子函數(shù)進(jìn)行定義。子函數(shù)的功能就是用來實(shí)現(xiàn)波形的變換、頻率調(diào)節(jié)和延時(shí)。 初始化子程序： void unit(void) { IP=0xc2。 TR1=0。 TL1=0xd8。 TR1=1。 for(i=0。j++) 。當(dāng)指定的條件為 真時(shí)，執(zhí)行 while 語句中的內(nèi)嵌語句。 while(1) { scan_key()。 首先，檢查電路板電路是否有斷線，用萬用表檢查線路。在燈亮的情況下，用萬用表測試支流電壓， 確保支流電壓符合設(shè)計(jì)要求。除此之外，還要調(diào)試波形幅度范圍，通過示波器觀察波形幅度。 當(dāng)所有的子程序調(diào)試好，能夠運(yùn)行后，就把所有子程序和主程序合起來，按照要求編寫成一道完整的 程序， 然后對(duì)程序進(jìn)行匯編、連接、最后 執(zhí)行。在調(diào)試中，首先調(diào)試子程序或函數(shù)，其次調(diào)試中斷服務(wù)程序或函數(shù)，最后調(diào)試主程序或函數(shù)。成功燒進(jìn)程序后就接上電源，連接示波器。再固定顯示一種波形，分別按按鍵“加”和按鍵“減”，觀察示波器上第五章 系統(tǒng)調(diào)試 27 的波形的頻率變化；再觀察數(shù)碼管，看數(shù)碼管上面顯示的數(shù)字是否隨著按鍵的按動(dòng)做出相應(yīng)的變化。 按下切換鍵，觀察示波器上顯示的波形，看波形是否變換。 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 經(jīng)過上面的調(diào)試， 硬件部分和系統(tǒng)軟件部分都能夠正常運(yùn)行。 雖然每條子程序都能夠單獨(dú)運(yùn)行，但合起來后可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。程序運(yùn)行不正常，則對(duì)程序的語法進(jìn)行檢查，排除語法錯(cuò)誤。 函數(shù)發(fā)生器可以產(chǎn)生三種不同的波形， 調(diào)試時(shí)測試芯片不同輸出信號(hào)的對(duì)應(yīng)引腳。 確保線路完好無缺后就開始 測量電源支流電壓 。 } } } 本章小結(jié) 本章主要介紹 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器軟件的設(shè)計(jì)部分， 系統(tǒng)軟件由主程序和產(chǎn)生波形的子程序組成 ，解析了程序用了循環(huán)語句， 對(duì)軟件的設(shè)計(jì)原理作 了簡單的概述，分析了主程序與子程序的編寫。 main() { unit()。在執(zhí)行主函數(shù)之前，要先定義各個(gè)子函數(shù)，否則，程序無法運(yùn)行。i++) for(j=0。 開始 選擇波形嗎？ 調(diào)節(jié)頻率嗎？ 調(diào)節(jié)子程序調(diào)用參數(shù) 調(diào)節(jié)延時(shí)程序及參數(shù) 調(diào)節(jié)其他變量及參數(shù) 中斷返回 第四章 軟件設(shè)計(jì) 25 EA=1。 TR0=1。 TL0=0x7d。 TR0=0。 當(dāng) switch 表達(dá)式的值與某一個(gè) case 子句的常量表達(dá)式的值相匹配時(shí)，就執(zhí)行此 case 子句中的內(nèi)嵌語句， 若所有的 case 子句中的常量表達(dá)式的值都不能與 switch 表達(dá)式的值匹配， 就執(zhí)行default 子句的內(nèi)嵌語句 。執(zhí)行主程序，通過主程序調(diào)用子函數(shù) 。 通過主函數(shù)調(diào)用子函數(shù)來實(shí)現(xiàn) 波形的輸出，頻率的調(diào)整，還有延時(shí)等。 本章小結(jié) 本章主要介紹 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的各個(gè)模塊電路的設(shè)計(jì)，整個(gè)電路圖主要由單片機(jī)控制電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大電路、顯示電路組成 。 用顯影劑調(diào)配溶液顯影。再通電源進(jìn)行調(diào)試，調(diào)整分立元件振蕩 電路 放大元件的工作點(diǎn)，使之處于放大狀態(tài)，并滿足振幅起振條 件。 A～ f 代表了不同位置上的發(fā)光二極管。 。 置電流：最大 100nA（ LM324A） 。 茂名學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）：智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 18 （二） LM324 系列運(yùn)算放大器是價(jià)格便宜的帶差動(dòng)輸入功能的四運(yùn)算放大器。 Vref(+),Vref()：基準(zhǔn)電壓的正極、負(fù)極。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)（轉(zhuǎn)換接受標(biāo)志），高電平有效。 圖 310 實(shí)驗(yàn)線圖 IN0～ IN7： 8路模擬信號(hào)輸入端。輸入可有 28=256 個(gè)不同的 二進(jìn)制組態(tài)，輸出為 256個(gè)電壓之一，即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是 256 個(gè)可能值。 AGND:模擬地 ,摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地 .DGND:數(shù)字地 ,兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好 .采用ADC0809 實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。 Iout2: 電流輸出線。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。該片邏輯輸入滿足 TTL 電壓電平范圍，可直接與 TTL 電路或微機(jī)電路相接，下面是芯片電路原理圖 圖 37 DAC0832原理圖 茂名學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）：智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 16 DAC0832 引腳功能說明： DI0～ DI7：數(shù)據(jù)輸入線， TLL 電平。 數(shù)模轉(zhuǎn)換 電 路 與運(yùn)算放大電路 （一） DAC0832 是采樣頻率為八位的 D/A 轉(zhuǎn)換器件 , DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料 :芯片內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，使 DAC0832 具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要 (如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等 )。 10PF， 陶瓷諧振器 C1,C2=40PF177。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器。可采用下列步驟對(duì) AT89S52編程： （ 1） 在地址線上輸入編程單元地址信號(hào) （ 2） 在數(shù)據(jù)線上輸入正確的數(shù)據(jù) （ 3） 激活相應(yīng)的控制信號(hào) （ 4） 把 EA/Vpp升至 12V （ 5） 每給 Flash寫入一個(gè)字節(jié)或程序加密位時(shí)，都要給 ALE/PROG一次脈沖。 3 P P U 除與方式 2功能相同外，同時(shí)禁止校檢 4 P P P 除與方式 3相同外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 加密位 1（ LB1）編程后， EA 引腳的邏輯值被采樣，并在復(fù)位期間鎖存。在 VCC未恢復(fù)到正常工作電壓時(shí)，硬件復(fù)位不能無效，并且應(yīng)保持足夠長的時(shí)間以使晶振重新工作和初始化。 掉電模式 在掉電模式下，晶振停止工作，激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。在這種狀態(tài)下，片上 RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來。定時(shí)器 2可以被寄存器 T2CON中的 TF2和 EXF2的 或 邏輯觸發(fā)。如表 7所示， 。不過，波特率和 輸出時(shí)鐘頻率相互并不獨(dú)立，它們都依賴于 RCAP2H和 RCAP2L。位 TR2（ ）啟動(dòng)、停止定時(shí)器。這個(gè)引腳除了常規(guī)的 I/O 角外，還有兩種可選擇功能。在這種模式下，定時(shí)器在每一狀態(tài)都會(huì)增加，讀或?qū)懢筒粫?huì)準(zhǔn)確。特別強(qiáng)調(diào)， TH2的翻轉(zhuǎn)并不置位 TF2，也不產(chǎn)生中斷； EXEN2置位后， T2EX引腳上 1～ 0的下跳變不會(huì)使（ RCAP2H， RCAP2L）重載到（ TH2， TL2）中。在多數(shù) 應(yīng)用情況下，一般配置成定時(shí)方式（ CP/T2=0）。如果定時(shí)器 2作為發(fā)送或接收波特率發(fā)生器，定時(shí)器 1可用作它用，發(fā)送和接收的波特率可以不同。在檢測到跳變的這個(gè)周期的 S3P1 期間，新 的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。由于一個(gè)機(jī)器周期由 12 個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。定時(shí)器 2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。對(duì)于 AT89S52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2021H~FFFFH。當(dāng) RCKL=1此標(biāo)志位無效，定時(shí)器 2溢出時(shí)，強(qiáng)制做自動(dòng)重載工作。 C/T2=0,定時(shí)： C/T2=1,外部 事件計(jì)數(shù)（下降沿觸發(fā)） CP/RL2 捕捉 /重載選擇標(biāo)志位。若 EXEN2=0,定時(shí)器 2將視 T2EX端的信號(hào)無效。 TCLK 串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。 EXF2必須如見清“ 0”。 中斷寄存器： 各中斷允許位在 IE寄存器中，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可在 IE中設(shè)置。讀這些地址，一般將得到一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會(huì)無效。 第三章 硬件設(shè)計(jì) 9 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA必須接 GND。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 表 2 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào) 引腳號(hào) 第二功能 RXD(串行輸入 ) TXD(串行輸出 ) INTO （外部中斷 0） INTO （外部中斷 0） 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)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST: 復(fù)位輸入。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表 （ 1） 所示。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。對(duì) P0端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。而我這次使用的是 AT89S52單片機(jī)微處理器。 方案二： C8051F005單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與 AT89S52兼容的微控制器的內(nèi)核，與 MCS51指令完全兼容。輸出波形穩(wěn)定，精度高，濾波好，抗干擾效果好，連接簡單，性價(jià)比高。 本章小結(jié) 本章主要介紹了 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng) 基本結(jié)構(gòu)， 本次設(shè)計(jì)的 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是 由 AT89S52 單片微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換 DAC0832 、 LM324 及其附屬電路構(gòu)成 。但產(chǎn)生的周期信號(hào)波形受限，僅能生成正弦波、方波、矩形波、三角波這幾種函數(shù)的波形，對(duì)于梯形波、指數(shù)信號(hào)、高斯信號(hào)、隨機(jī)信號(hào)、掃頻信號(hào)等特殊測試信號(hào)則無能為力。 軟件系統(tǒng)主要包括 :監(jiān)控程序 :包括硬件調(diào)試程序、管理系統(tǒng)程序等等 ， 波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生算法 。 茂名學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）：智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 4 第二章 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是 由 AT89S52 單片微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換 DAC0832 、LM324 及其附屬電路構(gòu)成 ,在此基礎(chǔ)上還可加上數(shù)碼管顯示 (顯示波形頻率等相關(guān)信息 ) 、波形指示及用戶自定義波形等電路和功能 . 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如 圖 21 圖 21 系統(tǒng)簡介 根據(jù) 具有產(chǎn)生任意周期信號(hào)的智能型信號(hào)發(fā)生器的 要求 ， 這次我設(shè)計(jì)了這一 儀器應(yīng)具有的功能有 : 單片機(jī)控制波形種類功能、 數(shù)碼管顯示波形信息功能、按鍵調(diào)頻調(diào)幅功能 。作為現(xiàn)階段智能化電子儀器主體的智能儀器在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)非常成熟與普及，但國內(nèi)此方面技術(shù)發(fā)展與改造起步和發(fā)展比較緩慢。由于采用 方便的按鍵操作代替了傳統(tǒng)的開關(guān)或旋鈕，避免了手動(dòng)控制帶來的人為誤差。 單片機(jī)的 P1 口連 接波形選擇、調(diào)節(jié)等控制按扭 ,通過按動(dòng)按扭使 AT89S52 響應(yīng)中斷 ,調(diào)用相應(yīng)程序或改 變程序中相應(yīng)參數(shù) ,從而選擇波形及調(diào)節(jié)其頻率 。 智能 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 原理 概述 智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器波形的產(chǎn)生是通過單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的程序 ,再向 D/ A 轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)送數(shù)據(jù) ,從而在 D/ A 轉(zhuǎn)換電路的輸出端得到的相應(yīng)的電 壓波形 。 將產(chǎn)生不同波形的程序用子程序的形式編寫 ,在需要某種波 形時(shí)再調(diào)用相應(yīng)子程序 ,經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、運(yùn)算放大器處理后 ,作為該信號(hào)源輸出 。專用信號(hào) 發(fā)生器是為某種特殊專用目的而研制生產(chǎn)的，如電視信號(hào)發(fā)生器、頻譜發(fā)生器等。因此研制開發(fā)操作簡單、低成本、高