【正文】 為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號(hào)其 性能難以令人滿(mǎn)意，而且由于低頻信號(hào)源所需的 RC 很大；大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證；體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點(diǎn)。單片機(jī)構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性能價(jià)格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應(yīng) 用，并走入家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響汽車(chē)，處處可見(jiàn)其應(yīng)用。使其具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，因此在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了迅猛的發(fā)展。又內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了芯片之間的連線，這大大提高了單片機(jī)的可靠性與 2 抗干擾能力。其邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的 微機(jī)。具有線路相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，頻率穩(wěn)定度高，抗干擾能力強(qiáng)，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行細(xì)微調(diào)整，改良波形，使其滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。 二、 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案的比較 （ 1）選題論證 制作低頻信號(hào)發(fā)生器可以用一片 DAC0832 來(lái)實(shí)現(xiàn)，它可以分為單極性和雙極性。 方案二： AT89S52 芯片 中只有一路模擬輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出，這種情況下 ＣＰＵ 對(duì) DAC0832 執(zhí)行一次寫(xiě)操作，則把一個(gè)數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入ＤＡＣ寄存器， DAC0832的輸出模擬信號(hào)隨之對(duì)應(yīng)變化。它把構(gòu)成計(jì)算機(jī)的中央處理器 CPU、存儲(chǔ)器、寄存器、 I/O 接口制作在一塊集成電路芯片中，從而構(gòu)成較為完整的計(jì)算機(jī)。 三、 硬件電路的設(shè)計(jì) 基本原理： 系統(tǒng)框圖如圖 1 所示。 P0 口與 DAC0832 的 DI0DI7 數(shù)據(jù)輸入端相連。 GND：接地。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 5 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 89S52 單片機(jī)外部有 32 個(gè)端口可供用戶(hù)使 用，其功能如下： 表 1 89S52 并行 I/O 接口 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門(mén)電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中 斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 圖 3 89S52 的時(shí)鐘脈沖 7 圖 3 中： J 一般為石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時(shí)也可以使用陶瓷濾波器。復(fù)位信號(hào)結(jié)束后， CPU 從程序存儲(chǔ)器 “0000H”處開(kāi)始 執(zhí)行程序。設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 圖 4 89S52 的復(fù)位電路 關(guān)于 CPU 的復(fù)位電路應(yīng)當(dāng)注意，在調(diào)試單片機(jī)程序時(shí)有兩種工作方式。因此，如果系統(tǒng)復(fù)位電路或晶振電路有故障，就會(huì)出現(xiàn)仿真器方式工作正常，而用戶(hù)方式不工作的現(xiàn)象，這是許多初學(xué)者常遇到的問(wèn)題。在閑置模式下， CPU 停止工作。 2 +5V 3 DGND 數(shù)字地，在 CPU 板上，只在電源附近通過(guò) 0 歐的電阻與電源地相連。 總線接口，輸入、輸 出 皆 為 5V TTL 電平， 芯片電平與此不符時(shí)，必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。 38 CS1/IO13 39 CS2/IO14 40 CS3/IO15 10 編號(hào) 定義 備注 41 CS4 在分配地址空間時(shí)，每個(gè)片選信號(hào)的最小地址范圍應(yīng)大于 256 個(gè)字節(jié)。 56 T1out/C1in/CAP1 57 SPI_NSS0/BFSX0 SPI 片選信號(hào) SPI 總線， 5V TTL 電平， CPU 功能引腳（主），在設(shè)計(jì) CPU 板時(shí)，如果有SPI 總線，應(yīng)優(yōu)先使用這一組，沒(méi)有用時(shí)要懸空。 2 +12V 3 AGND 模擬地，在 CPU 板上的電源接口附近通過(guò) 0 歐電阻與電源地相連 4 AGND 5 SPI_NSS1/BFSX1 SPI 片選信號(hào) CPU 功能引腳（主），在 CPU 板上，當(dāng)只有一路時(shí)要懸空。 6 SPI_CLK1/BCLKX1 SPI 時(shí)鐘 7 SPI_MISO1/BDR1 主入從出 8 SPI_MOSI1/BDX1 主出從入 9 IIC_SCL IIC 時(shí)鐘 CPU 功能引腳。 12 UARTTxD 13 保留 暫未定義 14 保留 15 ALE ALE 信號(hào) 16 BFSR0 MCBSP 信號(hào)線 17 BCLKR0 18 BFSR1 19 BCLKR1 20 IIS_LRCK/BFSX0 IIS 通道選擇時(shí)鐘 復(fù)用MCBSP信號(hào)線 IIS 接口， CPU 功能引腳。在 CPU 板上當(dāng)不足時(shí)要優(yōu)先使用低編號(hào)信號(hào)線填充。在接口板上，同 A 組。 在設(shè)計(jì) CPU 板時(shí)，如果 CPU 的 PWM 是分組的，且某一組的 PWM 數(shù)目大于 4 個(gè)時(shí)，應(yīng)將 A、 B 兩組 統(tǒng)一布置此組信號(hào)。 60 AINA0 模 擬信號(hào)，在 CPU 上為輸入，設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)先布置低編號(hào)的信號(hào)線，空閑信號(hào)線要用現(xiàn)有的信號(hào)線由低到高依次填充。 70 12V 13 表 4 PORT C 接口定義 編號(hào) 定義 備注 1 VREFout CPU 板參考電壓輸出 不用時(shí)要懸空。 6 EAOUT1 接口板模擬信號(hào)輸出 1 7 XPON 觸 摸屏 X 軸 P 在 CPU 板上，不用時(shí)要懸空。 8 YPON 觸摸屏 Y 軸 P 9 XMON 觸摸屏 X 軸 M 10 YMON 觸摸屏 Y 軸 M 11 R00/CAP2 液晶模擬電壓輸入 0 液晶模擬電壓輸入 1 液晶模擬電壓輸入 2 液晶模擬電壓輸出 3 CPU 的捕捉輸入，接口板輸出。當(dāng)CPU 具有 TFT 和STN 兩種 LCD 控制器時(shí)，優(yōu)先使用TFT 類(lèi)型的 LCD接口。 (2) IOUT1：模擬電流輸出端 1，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù) 全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC寄存器中數(shù)據(jù) 全為 0 時(shí)，輸出電流為 0。 VREF端與 D/A 內(nèi)部T 形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。 當(dāng) WR2 和 XFER 同時(shí)有效時(shí)， 8 位 DAC 寄存器端為高電平 “1”，此時(shí) DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是輸入寄存器 Q 端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平 “0”時(shí)，第一級(jí) 8 位輸入寄存器 Q 端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級(jí) 8 位DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。而 雙緩沖方式適用于在需要同時(shí)輸出幾路模擬信號(hào)的場(chǎng)合 ， 每一路模擬量輸出需一片 DAC0832 芯片，構(gòu)成多個(gè) DAC0832 同步輸出電路 ， 程序簡(jiǎn)單化 ， 但是 電路線路連接比較復(fù)雜。原理框圖如圖 6 所示。 I o u t1I o u t2V f bD A C 0 8 3 2U1567B1098CR 2 = RR 1 = 2 RR 3 = 2 RRV o u t2V r e f = ( 數(shù)字碼 1 2 8 ) / 1 2 8+ 5 VV o u t 1I1I2 圖 7 D/A 轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路 圖 7 中，運(yùn)算放大器 A2的作用是把運(yùn)算放大器 A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。他的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。 由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可但電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 輸出電壓： +/25Mv 輸入電壓范圍： 輸出電流： 10Ma 因?yàn)檩敵鍪枪潭ǖ?，所以電路很?jiǎn)單。使其DAC0832 能夠正常工作。在調(diào)試程序中，軟件仿真功能也很強(qiáng)，軟件調(diào)通，再通過(guò)編程器下載到 AT89S52 中，然后插到系統(tǒng)中即可獨(dú)立完成所有的控制。 19 主程序流程圖 開(kāi) 始K E Y 1 鍵 按 下 了嗎 ？K E Y 3 鍵 按 下 了嗎 ？K E Y 2 鍵 按 下 了嗎 ？K E Y 4 鍵 按 下 了嗎 ？輸 出 鋸 齒 波輸 出 三 角 波輸 出 正 弦 波輸 出 方 波YYYYNNNN 本軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中主要實(shí)現(xiàn)利用按鍵來(lái)控制不同波形的輸出，當(dāng)按鍵 1 按下時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出鋸齒波；當(dāng)按鍵 2 按下時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出三角波；當(dāng)按鍵 3 按下時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出正弦波；當(dāng)按鍵 4 按下時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出方波。 開(kāi)始置 DAC 0832 口地址 4000 H（ A ） ? 0832 輸出A + 1 ? AA = 0 ?A 1 ? A輸入一個(gè)數(shù)字量 FFH ? A（ A ） ? 0832 輸出輸入一個(gè)數(shù)字量 00 H ? AA = 0 ?YNNY 21 正弦波程序流程圖 開(kāi) 始置 Ｄ Ａ Ｃ 0 8 3 2 口 地 址 ４ 0 0 0 H查 表 格 取 數(shù) 送 0 8 3 2Ｒ １ + 1 → Ｒ １取 表 格 初 值 R 1 ← 0 0 H 正弦波波形設(shè)計(jì)通過(guò)查表指令得出。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，具有一定的實(shí)用性。 感謝指導(dǎo)老師，給我進(jìn)行了很多的輔導(dǎo)，不僅在技術(shù)上給了我很大幫助，也在系統(tǒng)需求和設(shè)計(jì)方面給予了我很大幫助。在設(shè)計(jì)中，我們力求硬件電路簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟件靈活方面的特點(diǎn)，滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。這中間，我們也遇到了許多困難，在老師的幫助下，一個(gè)個(gè)也都戰(zhàn)勝了。按鍵 KEY4: 方波 。利用 dac0832 產(chǎn)生三角波 。取表格初值 。正弦表格 ///////////////////////////////////// DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H, 0D4H,0D6H,0D8H DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H, 0E5H,0E7H,0E9H DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H, 0F2H,0F4H,0F5H DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH, 0FBH,0FCH,0FDH DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH, 0FFH,0FEH,0FDH DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H, 0F8H,0F7H,0F6H DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH, 0EEH,0ECH,0EAH DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H, 0DEH,0DDH,0DAH DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH, 0CCH,0CAH,0C7H DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH, 0B7H,0B4H,0B1H DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H, 9FH, 9CH, 99H DB 96H, 93H, 90H, 8DH, 89H, 86H, 83H, 80H DB 80H, 7CH, 79H, 78H, 72H, 6FH, 6CH, 69H DB 66H, 63H, 60H, 5DH, 5AH, 57H, 55H, 51H DB 4EH, 4CH, 48H, 45H, 43H, 40H, 3DH, 3AH DB 38H, 35H, 33H, 30H, 2EH, 2BH, 29H, 27H 31 DB 25H, 22H, 20H, 1EH, 1CH, 1AH, 18H, 16H DB 15H, 13H, 11H, 10H, 0EH, 0DH, 0BH, 0AH DB 09H, 08H, 07H, 06H, 05H, 04H, 03H, 02H DB 02H, 01H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 01H, 02H DB 02H, 03H, 04H, 05H, 06