【正文】 ......... 18 ................................................................ 19 7. 致謝 ............................................................... 19 8 參考文獻 ............................................................ 20 9 附錄 ................................................................ 21 附錄 1 系統(tǒng)主程序 .................................................... 21 1 方波子程序 ....................................................... 23 2 鋸齒波程序 ....................................................... 24 附錄 2 系統(tǒng)電路圖 .................................................... 27 4 1 緒 論 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 。 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。 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。通過對電路分析，確定了元器件的參數(shù)，并利用軟件仿真電路的理想輸出結果，克服了設計低頻信號發(fā)生器電路方面存在的技術難題，使得設計的低頻信號發(fā)生器結構簡單，實現(xiàn)方便。早期的函數(shù)信號發(fā)生器 IC，如 L803 BA20 XR2207/2209等，它們的功能較少，精度不高，頻 率上限只有 300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調(diào)節(jié)，二者互相影響。該種方案主要對 AT89C51 單片機的各個 I/O 口充分利用 . P1 口是連接鍵盤以及接顯示電路 ,P2 口連接 DAC0832 輸出波形 .這樣總體來說 ,能對單片機各個接口都利用上 ,而不在多用其它芯片 ,從而減小了系統(tǒng)的成本 .也對按照系統(tǒng)便攜式低 頻信號發(fā)生器的要求所完成 .占用空間小 ,使用芯片少 ,低功耗。 頻率穩(wěn)定度 一般為（ ～ ） %/小時。電路的總體設計框圖如圖 1 所示。單片機輸出的數(shù)字信號通過 DAC0832 轉換成模擬信號，模擬信號經(jīng)過 LM324 放大后顯示輸出。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存 儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 與 MCS51 兼容 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 兩個 16 位 定時器 /計數(shù)器 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 外部引腳 VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出 地址的高八位。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 主要性能： 輸入的數(shù)字量為 8 位； 采用 CMOS 工藝，所有引腳的邏 輯電平與 TTL 兼容； 數(shù)據(jù)輸入可以采用雙緩沖、單緩沖和直通方式； 轉換時間： 1us； 精度： 1LSB； 分辨率： 8 位； 單一電源： 5— 15V，功耗 20mw； 參考電壓： 10— +10V； DAC0832 內(nèi)部結構資料 :芯片內(nèi)有兩級輸入寄存器，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、同步轉換等 )。 該片邏輯輸入滿足 TTL 電壓電平范圍，可直接與 TTL 電路或微機電路相接，下面是芯片電路原理圖 3 11 圖 3 DAC0832 電路原理圖 如圖 3 所示，待轉換的 8 位數(shù)字量由芯片的 8 位數(shù)據(jù)輸入線 D0～ D7 輸入，經(jīng)DAC0832 轉換后，通過 2 個電流輸出端 IOUT1 和 IOUT2 輸出， IOUT1 是邏輯電平為1的各位輸出電流之和， IOUT2 是邏輯電平為 0的各位輸出電流之和。有時，微機控制系統(tǒng)要求同時輸出多個模擬量參數(shù)，此時對應于每一種參數(shù)需要一片 DAC0832，每片 DAC0832 的轉換時間相同，就可采用 DAC寄存器對 CPU 分時輸入到輸入寄存器的各參數(shù)在同一時刻開始鎖存，進而同時產(chǎn)生各模擬信號。當 為低電平， 輸入負脈沖時，則在 LE 產(chǎn)生正脈沖；其中 LE 為高電平時， DAC 寄存器的輸入與輸出的狀態(tài)一致， LE 負跳變，輸入寄存器內(nèi)容存入 DAC 寄存器。 DAC0832 同 CPU 的接口如圖 4 所示 .DAC0832 作為微處理器的一個端口，用地址92H 的選通作為 和 的控制信號，微處理器的寫信號直接來控制 和 。此時，波形發(fā)生器即產(chǎn)生相應波形。 將 A 清零 令 DPTR 為 0FFH 選定0832 將 A 的 值賦給DPTR 數(shù)據(jù)輸出 累加器 A 值加 1 A=88 返回 N Y 17 鋸齒波子程序仿真結果如下圖所示 ： 圖 11 模擬輸出鋸齒波波形 18 5. PROTUES 和 KEIL 聯(lián)調(diào)與仿真 運用 PROTUES 和 KEIL 軟件對所編寫的主程序進行仿真，通過 PROTUES 中的模擬示波器觀察到結果仿真如下： 當 DIPSW— 4 中第一路開關閉合，方波所對應的紅燈發(fā)光，同時，在模擬示波器中觀察到如下所示圖形： 圖 16 方波的仿真及仿真 波的仿真 當 DIPSW— 4 中第二路開關閉合，方波所對應的黃燈發(fā)光，同時，在模擬示波器中觀察到如下所示圖形： 19 圖 17 鋸齒波的仿真及仿真圖 本設計的硬件電路主要是用 AT89C51 單片機、 DAC0832 數(shù)模轉換芯片以及LM324 集成運放等元件組成的，軟件部分是用匯編語言編寫的，能夠產(chǎn)生方波、鋸齒波、三角波 和梯形波 等波形。 7. 致謝 首先衷心感謝我的指導老師趙發(fā)勇教授在我做畢業(yè)設計的過程中給予我的認真指導和熱