【正文】 累加器累加滿時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一次溢出，完成一個(gè)周期性的動(dòng)作。由于波形存儲(chǔ)器中的不同波形是分塊存儲(chǔ)的，所以當(dāng)波形控制字改變時(shí)，波形存儲(chǔ)器的輸入為改變相位后的地址與波形控制字 W（波形地址）之和，從而使最后輸出的信號(hào)產(chǎn)生和相移。的正弦信號(hào)離散成具有 2N 個(gè)采樣值的序列，若波形ROM 有 D 位數(shù)據(jù)位，則 2N 個(gè)樣值的幅值 D 位二進(jìn)制數(shù)值固化在 ROM 中，按照地址的不同可以輸出相應(yīng)相位的正弦信號(hào)的幅值。 低通濾波器 對(duì) D/A 輸出的階梯波 S(t)進(jìn)行頻譜分析，可知 S(t)中除主頻 fo 外，還存在分布在 fc、 2fc 等等的兩邊177。 對(duì)應(yīng)的相位序列為 fnT?? 2)( ? ?,2,1,0?n （ 23） 從上式可以看出相位序列呈線性，即相鄰的樣值之間的相位增量是一個(gè)常數(shù)，圖 22 相位 —幅度變換原理圖 (地址 ) ROM 波形存儲(chǔ)器 相位量化序列 波形幅度量化序列 （數(shù)據(jù)） 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 而且這個(gè)常數(shù)僅與信號(hào)的頻率 f 有關(guān)，相位增量為： fT?2)( ??? （ 24） 因?yàn)樾盘?hào)頻率 f 與采樣頻率 cf 之間有以下關(guān)系： MKffc? （ 25） 其中 K 與 M 為兩個(gè)正整數(shù)，所以相位的增量也可以完成： MKn ?? 2)( ?? （ 26） 由上 式可知，若將 ?2 的相位均勻的分為 M 等份，那么頻率為 MKf ?2? 的余弦信號(hào)以頻率 cf 采樣后，它的量化序列的樣品之間的量化相位增量為一個(gè)不變值 K 。由此可見 DDS 的工作頻率帶較寬，可以合成從直流到 的頻率信號(hào)，同時(shí)它的頻率穩(wěn)定度高 [3]。信號(hào)波形的參數(shù)信息經(jīng) STC89C52 控制的 LCD1602顯示。 LCD1602 鍵盤 單片機(jī) AD9850 低通濾波器 信號(hào)輸出 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 4 系統(tǒng)硬件模塊的組成 單片機(jī)控制模塊 主控電路中，以單片機(jī)為主體，通過分析鍵盤輸入的數(shù)字值，對(duì) AD9850 寫入相應(yīng)的控制字。 STC89C52 功能特性描述 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash、 256 字節(jié) RAM、 32 位 I/O 口線、看門狗定時(shí)器、 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)、全雙工串行口、片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 STC89C52 的引腳結(jié)構(gòu)如圖： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。在這種模式下 ， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì) P1 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 圖 41 STC89C52 單片機(jī)的引腳圖 1 40 VCC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 14 16 17 19 18 20 39 38 37 36 35 33 34 31 32 30 29 28 26 27 25 24 23 22 21 RST /RXD XTAL2 GND XTAL1 EX_LVD/RST2 ALE NA STC89C52 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 時(shí)鐘電路 圖 42 時(shí)鐘電路 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。 STC89C52 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的 高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 復(fù)位電路 AT89C51 的外部復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。電路圖如下圖所示： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 圖 43 復(fù)位電路 AD9850 模塊 AD9850 簡介 隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展 ,用數(shù)字控制方法從一個(gè)參考頻率源產(chǎn)生多種頻率的技術(shù) ,即直接數(shù)字頻率合 成 (DDS)技術(shù)異軍突起。中層虛線內(nèi)是一個(gè)完整的可編程 DDS 系統(tǒng) ,外層虛線內(nèi)包含了 AD9850 的主要組成部分 [5]。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號(hào) ,然后驅(qū)動(dòng) DAC 以輸出模擬量。 DAC 滿量程輸出電流通過一個(gè)外接電阻 RSET 調(diào)節(jié) ,調(diào)節(jié)關(guān)系為： setset RVI ?? （ 41） Rset 的典型值是 。在 125MHz 的時(shí)鐘下 , 32 位的頻率控制字可使 AD9850的輸出頻率分辨率達(dá) 。、 176。這 40 位控制字可通過并行方式或串行方式輸入到 AD9850,在并行裝入方式中 ,通過 8位總線 D0…D7 將可數(shù)據(jù)輸入到寄存器 ,在重復(fù) 5 次之后再在 FQUD 上升沿把 40 位數(shù)據(jù)從輸入寄存器裝入到頻率 /相位數(shù)據(jù)寄存器 (更新 DDS 輸出頻率和相位 ),同時(shí)把地址指針復(fù)位到第一個(gè)輸入寄存器。 AD9850 的參考時(shí)鐘頻率一般遠(yuǎn)高于高速 DDS 8 位 *5 并行裝入 頻率 /相位數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)輸入寄存器 10 位 DAC 32位頻率控制字 相位控制字 并行裝入 串行裝入 1 位 *40 串行裝入 參考時(shí)鐘輸入 主復(fù)位 頻率更新及數(shù)據(jù)寄存器復(fù)位 模擬輸出 字裝入時(shí)鐘 +VS +GND DAC RSET 模擬輸入 + CLOCK OUT /CLOCK OUT 比較器 AD9850 頻率、相位和控制數(shù)據(jù)輸入 圖 46 AD9850 系統(tǒng)功能圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 單片機(jī)的時(shí)鐘頻率 ,因此 AD9850 的復(fù)位 (RESET)端可與單片機(jī)的復(fù)位端直接相連[8]。并行接口 I/ O 方式的并行接口電路比較簡單 ,但占用單片機(jī)資源相對(duì)較多 ,AD9850 的數(shù)據(jù)線 D0~D7 與P2 口相連 , FQ_UD 和 W_CLK 分別與 (10 引腳 )和 (11 引腳 )相連 ,RESET 與單片機(jī)的 相連，所有的時(shí)序關(guān)系均可通過軟件控制實(shí)現(xiàn)。切比雪夫?yàn)V波器在通帶內(nèi)衰減在零值和一個(gè)上限值之間做等起伏變化，阻帶內(nèi)衰減單調(diào)增大，帶內(nèi)有起伏，但過渡帶比較陡峭 。 圖 47 濾波電路 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 鍵盤控制模塊 本設(shè)計(jì)采用 4*4 數(shù)字矩陣鍵盤對(duì)波形的進(jìn)行控制，掃描的方法確定按鍵，然后對(duì)按鍵進(jìn)行處理，因?yàn)椴捎玫逆I盤沒有去抖功能，用延時(shí)程序來給鍵盤去抖。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H—— 00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H） =FFH 時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（ 3FFH） =FFH 時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H，??（ 00EH） =00H，（ 00FH）=00H 時(shí)，則在屏幕的頂部 顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單圖 48 鍵盤控制電路 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 1)1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖： 圖 49 LCD 尺寸 2)LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :16 2 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 : (W H)mm 3)引腳功能說明 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 1602 型 LCD 可以顯示 2 行 16 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0～ D7 和 RS， R/W，EN 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能 [6]。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、 低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 VL 與地之間接一個(gè) 10K 的滑動(dòng)變阻器來到 1602初始顯示的調(diào)節(jié)。 D：控制整體的顯示開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 例如第二行第一個(gè)字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位 D7恒定為高電平 1 所 以 實(shí) 際 寫 入 的 數(shù) 據(jù) 應(yīng) 該 是 01000000B （ 40H ）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 信號(hào)的幅值是由 AD 轉(zhuǎn)換模塊處理得到，由于單片機(jī)的口資源有限，我們采用以 PCF8591 芯片為核心的 AD 處理模塊。 PCF8591 主要性能指標(biāo)： 單電源供電， PCF8591 的操作電壓范圍 ， 低待機(jī)電流， 通過 I2C 總線串行輸入 /輸出， PCF8591 通過 3 個(gè)硬件地址引腳尋址，PCF8591 的采樣率由 I2C 總線速率決定， 4 個(gè)模擬輸入可編程為單端型或差分輸入，8bit 逐次逼近 A/D 轉(zhuǎn)換器，自動(dòng)增量頻道選擇等特點(diǎn)。 主程序輸入 初始化 LED 顯示 鍵盤掃描 是否有鍵按下？ 處理按鍵 頻率字修改 AD9850 數(shù)據(jù)更新 開始 結(jié)束 否 是 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 22 軟件調(diào)試 本系統(tǒng)的軟件調(diào)試 可以在 Keil uvision2 的 環(huán)境中完成 ， Keil 系統(tǒng) 為軟件的開發(fā)和調(diào)試提供了良好的用戶界面和強(qiáng)大的功能 ，程 序 調(diào)試無誤后 ， 可以裝入 Proteus中進(jìn)行仿真，也 可以直接下載到單片機(jī) 中進(jìn)行 調(diào)試。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。首先選擇菜單 File/New，在源程序編輯器中輸入?yún)R編 語言或 C 語言源程序（或選擇 File/Open，直接打開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔）并保存，注意保存時(shí)必須在文件名后加上擴(kuò)展名 .asm或 .c；然后選擇菜單 Project/New Project，建立新工程并保存；工程保存后會(huì)立即彈出一個(gè)設(shè)備選擇對(duì)話框，選擇 CPU 后點(diǎn)確定返回主界面。工程設(shè)置后按 F7 鍵（或點(diǎn)擊編譯工具欄上相應(yīng)圖標(biāo)）進(jìn)行編譯 /匯編、連接以及產(chǎn)生目標(biāo)文件。 STCISP 下載工具介紹 STCISP 是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì) STC 系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載 STC89 系列、 12C2052 系列和 12C5410 等系列的 STC 單片機(jī)，使用簡便，現(xiàn)已被廣泛使用。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。執(zhí)行主菜單的 DESIGN|ADD REMOVE LIBRARY 命令或單擊左側(cè)設(shè)計(jì)管理器的 ADD|REMOVE 按鈕。本系統(tǒng)的原理圖繪制和 PCB 繪制都是在 Protel99se 中完成。 ：頻率 1000HZ， 幅度 2V，波形如圖 63 所示。 在調(diào)試的過程中，從老師那里學(xué)到了調(diào)試應(yīng)該遵循的步驟和相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。 ，要合理的布局，方便后面的焊接工作和調(diào)試中的查錯(cuò)。能夠很好的節(jié)約時(shí)間，效