【正文】 R），同理，開關(guān) S2， S1， S0 倒向右邊時(shí)，輸入電流分別為 VREF/（ 4R）， VREF/（ 8R）， VREF/（ 16R）。這樣，就很容易算出， C 點(diǎn)、 B 點(diǎn)、 A 點(diǎn)的電位分別為 VREF/2， VREF/4， VREF/8。在 每一條支路中，如果（資料為 0）開頭倒向左邊，支路中的電阻就接到地；如果（資料為 1）開關(guān)倒向右邊，電阻就接到虛地。 在 DAC 電 路結(jié)構(gòu)中，最簡(jiǎn)單而實(shí)用的是采用 T 型 電阻 網(wǎng)絡(luò)來(lái)代替單一的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)只需要 R 和 2R 兩種電阻。如果數(shù)字 0000B 每次增 1，一直變化到 1111B，那么，在輸出端就可得到一個(gè) 0~V0 電壓幅度的階梯波形。各輸入支路中的 電阻 分別為 R， 2R， 4R， ? 這些電阻稱為權(quán)電阻。 ④ 由電阻網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器構(gòu)成的 D/A轉(zhuǎn)換器 利用運(yùn)算放大器各輸入電流相加的原理，可以構(gòu)成如圖 所示的、由 電阻 網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成的、最簡(jiǎn)單的 4 位 D/A轉(zhuǎn)換器。在正常情況下，運(yùn)算放大器所需要的輸入電壓非常小。輸出電壓值 VOUT 和輸入數(shù)字量 D的關(guān)系： VOUT = － VREF D/256 D = 0～ 255， VOUT = 0 ～ － VREF 255/256 VREF = － 5V， VOUT =0~5*+(255/256)V 圖 958 單極性電壓輸出電路 ② 雙極性輸出 VREF = +5V， VOUT = 0 ～ －（ 255/256）V 如果實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中要求輸出模擬電壓為雙極性 ，則需要用轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)。 D/A轉(zhuǎn)換原理： 數(shù)字量 的值是由每一位的數(shù)字權(quán)疊加而得的。 AGND：模擬地 NGND：數(shù)字地，可與 AGND 接在一起使用。 IOUT IOUT2： DAC 電流輸出端。 CS：片 選信號(hào)，低電平有效。 一個(gè) 8 位 D/A轉(zhuǎn)換器有 8 個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是 8位 二進(jìn)制數(shù) 的一位），有一個(gè)模擬輸出端。 Rfb:反饋信號(hào)輸入線 ,芯片內(nèi)部有反饋電阻 . Vcc:電源輸入線 (+5v~+15v) Vref:基準(zhǔn)電壓輸入線 (10v~+10v) 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 DAC0832實(shí)現(xiàn) D/A轉(zhuǎn)換。 Iout1:電流輸出線。 CS：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。運(yùn)放的反饋 電阻 可 通過(guò)RFB端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路和不帶微機(jī)的控制 系統(tǒng)，不過(guò)在使用時(shí)，必須通過(guò)另加 I/O接口與 CPU連接，以匹配 CPU與 D/A轉(zhuǎn)換。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到 DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。 ⑴ 單緩沖方式。由 ILE、 CS、 WR1的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng) LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； 5. XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效； 6. WR2： DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。這個(gè) DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 AT89S51單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) 性能強(qiáng)大 ： AT89S51具有完整的輸入輸出、控制端口、以及內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間。 RETI指令的操作一方面告訴中斷系統(tǒng)該中斷服 務(wù)程序已執(zhí)行完畢，另一方面把原來(lái)壓入堆棧保護(hù)斷點(diǎn)地址從棧頂彈出，裝入程序寄存器 PC，使程序返回到被中斷的程序斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。中斷系統(tǒng)通過(guò)硬件自動(dòng)將相應(yīng)的中斷矢量地址裝入 PC，以便進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程 29 序。通過(guò)對(duì)以上各特殊 功能寄存器的各位進(jìn)行置位或復(fù)位等操作，可實(shí)現(xiàn)各種中斷控制功能。 每一個(gè)中斷源都對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，它們?cè)O(shè)置在特殊功能寄存器 TCON和 SCON中。 (3)T0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0溢出中斷請(qǐng)求。 89S51單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 89S51有 5個(gè)中斷源： INT0：外部中斷 0請(qǐng)求，低電平有效。外部的 程序存儲(chǔ)器 由PSEN信號(hào)選通，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則由 WR和 RD讀寫信號(hào)選通，因?yàn)?2=64k，所以 89S51最大可外接 64kB的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 P3口介紹 P3 口是個(gè)雙功能口，第一功能作通用 I/O 口， 第二功能是作變異功能用，為適應(yīng) 引腳 的第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯，在真正的應(yīng)用電路中，第二功能顯得更為重要。 P2口介紹 P2 口也是雙向口。 P0口介紹 P0口在訪問(wèn) 外部存儲(chǔ)器 時(shí)， P0 口既是一個(gè)真正的雙向 數(shù)據(jù)總線 口，又是從分時(shí)輸出 8 位地址口。 PSEN可以驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL負(fù)載。輸入編程脈沖。 輸入，輸出： ALE/PROG—— 地址鎖存 允許信號(hào)，輸出。 （ 1） 輸入： RST—— 復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。 ： T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1輸入。 ： TXD，串行通信輸出。 PORT1（ ～ ）： 端口 1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4個(gè) LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)。如果當(dāng) EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）， P0就以多工方式提供地址總線（ A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 PSEN： 此為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) 8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（ EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的 OE腳。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。 EA/Vpp： 25 EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM中）來(lái)執(zhí)行程序。 VSS： 電源地端。高頻和微波的大功率放大主要靠特殊類型的真空管，如功率三極管或四極管、磁控管、速調(diào)管、行波管以及正交場(chǎng)放大管等。 20 世紀(jì)初，真空 三極管 的發(fā)明和電信號(hào)放大的實(shí)現(xiàn)，標(biāo)志著 電子學(xué) 發(fā)展到一個(gè)新的階段。常用的能源是直流 電源 ，但有的放 大器也利用 高頻電源 作為泵浦源。 15 增加電信號(hào)幅度或功率的 電子電路 。 晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（ VCO）。 每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，晶振是石英振蕩器的簡(jiǎn)稱，英文名為 Crystal，它是時(shí)鐘電路中最重要的部件，它的作用是提供基準(zhǔn)頻率，它就像個(gè)標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定會(huì)造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問(wèn)題。 根據(jù)石英晶體的機(jī)電效應(yīng)， 我們可以把它等效為一個(gè)電磁振蕩回路，即諧振回路。 起振電路 晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。上電復(fù)位電路是 — 種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在 RST 復(fù)位引腳接一個(gè)電容到 VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。單片機(jī)的復(fù)位操作使 單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤消復(fù)位信號(hào)。定時(shí)器按設(shè)置的定時(shí)參數(shù)產(chǎn)生中 斷，由于定時(shí)參數(shù)不同，就會(huì)發(fā)出不同頻率的脈沖，不同頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動(dòng)電路放大濾波后，就會(huì)發(fā)出不同音調(diào)。 2）測(cè)量操作時(shí)，應(yīng)將被測(cè)電阻 Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻 R1 并聯(lián)接觸牢靠，必要時(shí)可用鱷魚夾將兩者固定。由此判定，被測(cè)電阻的標(biāo)稱值應(yīng)為 33MΩ。根據(jù)電阻并聯(lián)的計(jì)算公式很容易推導(dǎo)出。當(dāng)被測(cè)電阻 Rx≥20MΩ 時(shí)，儀表將顯示溢出符號(hào) “1”。 通常 “電阻 ”有兩重含義，一種是物理學(xué)上的 “電阻 ”這個(gè)物理量，另一個(gè)指的是電阻這種電子元件。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，與副繞組保持串接。 消亮點(diǎn)電容：設(shè)置在視放電路中，用于關(guān) 機(jī)時(shí)消除顯像管上殘余亮點(diǎn)的電容。 降壓限流電容：串聯(lián)在交流回路中，利用電容對(duì)交流電的容抗特性，對(duì)交流電進(jìn)行限流，從而構(gòu)成分壓電路。 預(yù)加重電容：為了避免音頻調(diào)制信號(hào)在處理過(guò)程中造成對(duì)分頻量衰減和丟失，而設(shè)置的RC 高頻分量提升網(wǎng)絡(luò)電容。 縮短電容：在 UHF 高頻頭電路中，為了縮短振蕩電感器長(zhǎng)度而串聯(lián)的電容。 中和電容：并接在三極管放大器的基極與發(fā)射極之間，構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，以抑制三極管極間電容造成的自激振蕩。負(fù)載電容常用的標(biāo)準(zhǔn)值有 16pF、 20pF、 30pF、 50pF 和 100pF。 補(bǔ)償電容：用在補(bǔ)償電路中的電容器稱為補(bǔ)償電容，在卡座的低音補(bǔ)償電路中，使用這種低頻補(bǔ)償電容電路，以提升放音信號(hào)中的低頻信號(hào)，此外，還有高頻補(bǔ)償電容電路。 積分電容：用在積分電路中的電容器稱為積分電容。 中和電容：用在中和電路中的電容器稱為中和電容。 退耦電容，用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容，在多級(jí)放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路，退耦電容消除每級(jí)放大器之間的有害低頻交連。 電容器的基本作用就是 充電 與 放電 ， 但由這種基本充放電作用所延伸出來(lái)的許多電路現(xiàn)象，使得電容器有著種種不同的用途，例如：在電動(dòng)馬達(dá)中，用它來(lái)產(chǎn)生相移；在照相閃光燈中，用它來(lái)產(chǎn)生高能量的瞬間放電等等。采用國(guó)際單位制，電容的單位是法拉（ farad），標(biāo)記為 F。 電容 8 電容指的是在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量；記為 C，國(guó)際單位是法拉（ F）。 無(wú)極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機(jī) S 校正電路及單相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路。制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工 業(yè)設(shè)備，可以大規(guī)模生產(chǎn)，成本相對(duì)比較低。由于均以電解質(zhì)作為負(fù)電極（注意和電介質(zhì)區(qū)分），電解電容器因而得名。 電解電容 電解電容是電容的一種，金屬箔為正極（鋁或鉭），與正極緊貼金屬的氧化膜（氧化鋁或五氧化二鉭）是電介質(zhì)，陰極由導(dǎo)電材料、電解質(zhì)（電解質(zhì)可以是液體 或固體）和其他材料共同組成，因電解質(zhì)是陰極的主要部分，電解電容因 7 此而得名。而非線性失真是由于揚(yáng)聲器 振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和信號(hào)的波動(dòng)不夠完全一致造成的，在輸出的聲 波中增加一新的頻率成分。每一只揚(yáng)聲器只能較好地重放音頻的某一部分。 頻率響應(yīng) 給一只揚(yáng)聲器加上相同 電壓 而不同頻率的 音頻信號(hào) 時(shí)， 其產(chǎn)生的聲壓將會(huì)產(chǎn)生變化。 額定阻抗 揚(yáng)聲器的阻抗一般和頻率有關(guān)。標(biāo)稱功率稱額定功率、不失真功率。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 通過(guò)討論，與同學(xué)交流，上網(wǎng)查資料得出方案一較優(yōu)，故選方案一做！ 方案選擇 單片機(jī)的選擇 AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀 程序存儲(chǔ)器 ，器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng) 及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位 中央處理器 和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元 ， AT89S51 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于 12MHZ 時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0，工作模式為 1，改變計(jì)數(shù)值 TH0 和 TL0 可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。 方案三：用可控硅制作電子琴。 中斷模塊： T0 中斷是為鍵值處理模塊服務(wù)； T1中斷是為音樂(lè)處理模塊服務(wù)。 音樂(lè)處理模塊：專門處理音樂(lè)中的 18的發(fā)音。 鍵值處理模塊：用 8279 的狀態(tài)字來(lái)判斷它是否按鍵（ FIFORAM 不能清除已處理的數(shù)據(jù)，但 8279 的狀態(tài)字會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變）。 設(shè)計(jì)方法 方案一：以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有 9個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。通過(guò)改變延遲時(shí)間可以改變單片機(jī)的輸出頻率。休止符表示暫停發(fā)音。內(nèi)耳采用的原理與 麥克風(fēng) 捕獲聲波或 揚(yáng)聲器 的發(fā)音一樣，它是移動(dòng)的機(jī)械部分與 氣壓波 之間的關(guān)系。 四、 設(shè)計(jì)方案及方案選擇 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)思路 聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生，正在發(fā)聲的物體叫 聲源 。 2. 掌握單片機(jī)內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用。 三、設(shè)計(jì)的目的與意義 1. 進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，加深對(duì)單片機(jī)理論知識(shí)的理解。 5. 掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建和使用，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。聲波振動(dòng)內(nèi)耳的 聽小骨 ，這些振動(dòng)被轉(zhuǎn)化為微小的電子腦 波，它就是我們覺(jué)察到的聲音。音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示。 4