【正文】 , 192,194,196,198,200,202,204,206,208,210,212,214,216,218,220,222, 224,226,228,230,232,234,236,238,240,242,244,246,248,250,252,254, 255,254,252,250,248,246,244,242,240,238,236,234,232,230,228,226,224,222,220,218,216,214,212,210,208,206,204,202,200,198,196,194,192,190,188,186,184,182,180,178,176,174,172,170,168,166,164,162,160,158,156,154,152,150,148,146,144,142,140,138,136,134,132,130,128,126,124,122,120,118,116,114,112,110,108,106,104,102,100, 98, 96, 94, 92, 90, 88, 86, 84, 82, 80, 78, 76, 74, 72, 70, 68, 66, 64, 62, 60, 58, 56, 54, 52, 50, 48, 46, 44, 42, 40, 38, 36, 34, 32, 30, 28, 26, 24, 22, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98,100,102,104,106,108,110,112,114,116,118,120,122,124,126 }。梁老師在論文前期、中期、后期都對我的想法及設計經(jīng)行了獨特地分析，這深深的影響了我對學習的態(tài)度，也大大促進了本次設計的順利進行。平易近人的人格魅力對我影響深遠。并且我學會了分析問題解決問題的能力，加深了對所學理論知識的理解和運用。 我的綜合設計主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。解決：重新檢查獨立鍵盤電路的連接，重新建立一個新的對應關系。在軟件的調試過程中主要遇到的問題如下：問題1．燒入程序后，LCD液晶顯示閃動,而且亮度不均勻。解決：由于DA轉換器后面的電壓轉換電路輸出為負電壓，因此運放需要使用正負電源供電，后來使用ICL7660芯片產(chǎn)生出5V電壓供電便解決了問題。 本系統(tǒng)的電路較為復雜，涉及的模塊比較多，其中包含信號產(chǎn)生模塊，程控增益模塊，單片機最小系統(tǒng)模塊，液晶模塊，因此對于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯誤，則會對檢測造成很大的不便，而且電路的交線較多，對于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會刺破帶有包皮的導線，則會對電路造成短路現(xiàn)象。軟件任務分析的另一個內(nèi)容是如何安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以監(jiān)控程序了。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實質性的功能，如測量，計算，顯示，打印，輸出控制和通信等，另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調各執(zhí)行模塊和操作者的關系，在系統(tǒng)軟件中充當組織調度角色的軟件。 ICL7660硬件電路圖 ，單片機上電后先進行初始化，清除一些參數(shù)的初值，然后顯示相關波形的參數(shù)，每個循環(huán)單片機都會判斷用戶是否按下設定按鍵，如果按下則進入相關參數(shù)的設置?！?，～12V的。無需外部二極管所需的ICL7660S。其中DATA值通過改變單片機連接到DA數(shù)據(jù)口的電平值即可以改變其放大倍數(shù)。基準由TL431進行提供。雙緩沖可以使這些D/A轉換器在獲取下一個數(shù)位字時輸出相應一個數(shù)位字的電壓。旨在直接與8080，8048，8085，Z80及其他通用的微型處理器進行相接。所以對雜散的分析和抑制，一直是國內(nèi)外研究的特點，因為它從很大程度上決定了DDS的性能。因為在實際的DDS電路中，為了達到足夠小的頻率分辨率，通常將相位累加器的位數(shù)取大。將相位寄存器的輸出與相位控制字相加得到的數(shù)據(jù)作為一個地址對正弦查詢表進行尋址，查詢表把輸入的地址相位信息映射成正弦波幅度信號，通過D/A變換器把數(shù)字量變成模擬量，再經(jīng)過低通濾波器平滑并濾除不需要的取樣分量，以便輸出頻譜純凈的正弦波信號。它的核心是相位累加器，由N位加法器與N位相位寄存器構成，類似一個簡單的計數(shù)器。但是由于DDS數(shù)字化實現(xiàn)的固有特點，決定了其輸出頻譜雜散較大。 直接數(shù)字合成技術介紹本設計就是基于直接數(shù)字合成技術原理設計的，直接數(shù)字合成技術是美國學者于1971年提出的，即以全數(shù)字技術，從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一中新的頻率合成原理，稱之為直接數(shù)字頻率合成器(Direct Digital Synthesis)。向LCD的顯示緩沖區(qū)中送字符，程序中采用2個字符數(shù)組，一個顯示字符，另一個顯示電壓數(shù)據(jù)，要顯示的字符或數(shù)據(jù)被送到相應的數(shù)組中，,判斷是否夠顯示的個數(shù)，不夠則地址加一取下一個要顯示的字符或數(shù)據(jù)[8]。 LCD1602引腳圖。一個字符由 68 或 88點陣組成，即要找到和屏上某幾個位置對應的顯示 RAM區(qū)的 8 個字節(jié)，并且要使每個字節(jié)的不同的位為‘1’，其它的為‘0’，為‘1’的點亮，為‘0’的點暗，這樣一來就組成某個字符。由于通過控制是否透光來控制亮和暗，當色彩不變時，液晶也保持不變，這樣就無須考慮刷新率的問題。圖中10K排阻為P0口的上拉電阻，由于P0口跟其他IO結構不一樣為漏極開路的結構，因此要加上拉電阻才能正常使用。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內(nèi)各中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應次序。：(T1)定時/計數(shù)器1的外部計數(shù)輸入。：(RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。在訪問片外EPROM/RAM 時，它輸出高8 位地址。P1口每位能驅動4 個LS 型TTL 負載。作輸入口使用時要先寫1,這就是準雙向口的含義。此引腳的第二功能是Vpp 是對8751 片內(nèi)EPROM固化編程時，作為施加較高編程電壓(一般12V～21V)的輸入端。EA/Vpp(31 腳)：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。PSEN 端有效，即允許讀出EPROM／ROM 中的指令碼。此引腳的第二功能PROG 在對片內(nèi)帶有4KB EPROM 的8751 編程寫入(固化程序)時，作為編程脈沖輸入端。平時不訪問片外存儲器時，ALE 端也以振蕩頻率的1/6 固定輸出正脈沖，因而ALE 信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。RST 引腳的第二功能是VPD,即接入RST 端，為RAM 提供備用電源，以保證存儲在RAM 中的信息不丟失，從而合復位后能繼續(xù)正常運行。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。 STC12C5A60S2單片機管腳圖部分引腳說明： 和XTAL2：XTAL2(18 腳)：接外部晶體和微調電容的一端；片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。7. 一個全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I／O 口，用于實現(xiàn)單片機之間或單機與微機之間的串行通信。5. 兩個定時器／計數(shù)器，每個定時器／計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制。但也有一些單片機內(nèi)部不帶ROM/EPROM，如8031，8032，80C31 等。STC12C5A60S2單片機的基本組成框圖見圖31。因此市面上出現(xiàn)了各式各樣的均以51 為內(nèi)核的單片機。由于DAC0832搭配運放后輸出的電壓為負電壓，為了能正常輸出，因此運放的電源需要正負電源供電，因為系統(tǒng)供電只有一個5V電源，為了得到一個5V電源，這里使用了ICL7660負壓產(chǎn)生芯片來實現(xiàn)。方案一：選用DAC0832搭配外部電路構成程控放大器，由于DAC0832是一個8位DA轉換器，因此能設置成256檔放大倍數(shù)。DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累加器和正弦計算器三個部分。方案三： 采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，對于本設計而言一個LCD1602的液晶屏即可，價格也還能接受，需要的借口線較多，但會給調試帶來諸多方便。因此選用方案二中的51系列單片機作為主控芯片。方案一： 采用MSP430系列單片機，該單片機是TI公司1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器。三角波:1Hz～5KHz。（3）本系統(tǒng)輸出方波、三角波、正弦波和鋸齒波。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。在民用方面，VXI模塊遠遠不如臺式儀器更為方便。目前可以利用可視化編程語言(如Visual Basic ,Visual C 等等)編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現(xiàn)波形的輸入。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。 HP8770A實際上也只能產(chǎn)生8 中波形，而且價格昂貴。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調節(jié)來實現(xiàn)輸出頻率的調節(jié)，因此很難將頻率調到某一固定值；二是脈沖的占空比不可調節(jié)。按信號波形可分為正弦信號、函數(shù)信號、脈沖信號和隨機信號發(fā)生器等四大類。在科學研究工程教育及生產(chǎn)實踐中如工業(yè)過程控制教學實驗機械振動試驗動態(tài)分析材料試驗生物醫(yī)學等領域常常需要用到低頻信號發(fā)生器而在我們?nèi)粘Ｉ钪幸约耙恍┛茖W研究中鋸齒波和正弦波矩形波信號是常用的基本測試信號譬如在示波器電視機等設備中為了使電子按照一定規(guī)律運動以利用熒光屏顯示圖像常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時基電路信號發(fā)生器作為一種通用的電子儀器在生產(chǎn)科研測控通訊等領域都得到了廣泛的應用但市面上能看到的儀器在頻率精度帶寬波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實際應用的需求加之各類功能的半導體集成芯片的快速生產(chǎn)都使我們研制一種低功耗寬頻帶能產(chǎn)生多種波形并具有程控等低頻的信號發(fā)生器成為可能[2]。用分立元件組成的信號發(fā)生器，通常是單信號發(fā)生器且頻率不高,其工作不很穩(wěn)定,不易調試。目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，波形種類多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。隨著電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術的迅速發(fā)展促使信號發(fā)生器種類增多性能提高尤其隨著70年代微處理器的出現(xiàn)更促使信號發(fā)生器向著自動化智能化方向發(fā)展現(xiàn)在許多信號發(fā)生器帶有微處理器因而具備了自校自檢自動故障診斷和自動波形形成和修正等功能可以和控制計算機及其他測量儀器一起方便的構成自動測試系統(tǒng)當前信號發(fā)生器總的趨勢是向著寬頻率覆蓋低功耗高頻率精度多功能自動化和智能化方向發(fā)展[1]。因其應用廣泛，種類繁多，特性各異，分類也不盡一致。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術，而且模擬器件構成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復雜的信號波形，則電路結構非常復雜。90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的信號發(fā)生器、但是HP公司推出了型號為 HP770S的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A任意波形數(shù)字化和 HP1776A波形發(fā)生軟件組成。由上面的產(chǎn)品可以看出，信號波形發(fā)生器發(fā)展很快近幾年來，國際上波形發(fā)生器技術發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）過去由于頻率很低應用的范圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發(fā)生器能應用于越來越廣的領域。從而促進了信號波形發(fā)生器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計算機語言的飛速發(fā)展也對任意波形發(fā)生器軟件技術起到了推動作用。由于VXI總線的逐漸成熟和對測量儀器的高要求，在很多領域需要使用VXI系統(tǒng)測量產(chǎn)生復雜的波形，VXI的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性，但由于開發(fā)VXI模塊的周期長，而且需要專門的VXI機箱的配套使用，使得波形發(fā)生器VXI模塊僅限于航空、軍事及國防等大型領域。這些新一代臺式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。（2）~5VPP。（5）正弦波:1Hz～10KHz。第 21 頁 共 51 頁2. 總體方案論證與設計 根據(jù)所要實現(xiàn)的功能劃分，系統(tǒng)一共需要以下幾個模塊：主控模塊、顯示模塊、信號產(chǎn)生模塊、程控增益模塊和負壓產(chǎn)生模塊，以下就針對這幾個模塊的選型和論證進行討論。方案二 采用51系列的單片機，該單片機是一個高可靠性，超低價，無法解密，高性能的8位單片機，32個IO口，且STC系列的單片機可以在線編程、調試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調試。但是由于數(shù)碼管動態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進行移位，該芯片在電路調試時往往有很多障礙，所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。方案二： 利用集成芯片DDS芯片AD9833進行產(chǎn)生信號，該芯片可以通過與單片機通信設定其輸出波形和頻率，而且設定的頻率精度非常高。但是由于DDS成本較為高昂，因此本設計選用DA轉換器來實現(xiàn)波形產(chǎn)生的功能。由于DAC0832的價格較VCA810便宜，而且VCA810需要搭配外部DA轉換器才能實現(xiàn)增益改變的功能，因此這里選用DAC0832進行程控放大。51系列單片機最初是由Intel 公司開發(fā)設計的，但后來Intel 公司把51 核的設計方案賣給了幾家大的電子設計生產(chǎn)商，譬如 SST、Philip、Atmel 等大公司。STC12C5A60S2的存儲器系統(tǒng)由4K的程序存儲器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)組成。