【正文】 eil 進行軟件設(shè)計，Windows word 進行資料編輯。 方案二：采用 Cygnal的一種混合信號系統(tǒng)級單片機 C8051F020 ??7 。C8051F020 單片機支持雙時鐘，其工作電壓范圍為 2． 7～ 3． 6V（端口 I/O、 RST 和 JTAG第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 8 引腳的耐壓為 5V）。而且整個系統(tǒng)的體積也縮小了。而 C8051F020的工作電壓是 ，滿足 本論文 需要。與 8051相比，在相同的時鐘下，單周期指令運行速 度為原來的 12倍；全指令集平均運行速度為原來的 。在上位機軟件的支持下，通過串行的 JTAG接口直接對產(chǎn)品系統(tǒng)進行仿真調(diào)試。 C8051F020的主要特點 ??7 ： 12位 ADC： ●可編程轉(zhuǎn)換速率最大 100ksps； ● 8個外部輸入可編程為單端輸入或差分輸入 ； ●可編程放大器增益 1 ； ●數(shù)據(jù)相關(guān)窗口中斷發(fā)生器 ； ●內(nèi)置溫度傳感器 ； 8位 ADC： ●可編程轉(zhuǎn)換速率最大 500ksps； ● 8個外部輸入 ； ●可編程放大器增益 ； 兩個 12位 DAC： 可以用定時器同步輸出產(chǎn)生波形時可避免兩路輸出發(fā)生顫抖， 兩個比較器部電壓基準(zhǔn)精確的 VDD監(jiān)視器和節(jié)電降壓檢測器； 片內(nèi) JTAG調(diào)試和邊界掃描 ： ●片內(nèi) JTAG調(diào)試電路提供 全速非侵入式的電路內(nèi)調(diào)試（不需要仿真器） ； ●支持?jǐn)帱c單步觀察點堆棧監(jiān)視器 ； ●觀察 /修改存儲器和寄存器 ； ●比使用仿真芯片目標(biāo)仿真頭和仿真插座的仿真系統(tǒng)有更好的性能 ； ●完全符合 ； 高速 8051微控制器內(nèi)核 ： ●流水線指令結(jié)構(gòu) 70%的指令的執(zhí)行時間為一個或兩個系統(tǒng)時鐘周期 ； ●速度可達(dá) 25MIPS系統(tǒng)時鐘為 25MHz時 ； ● 22個矢量中斷源 ； 存儲器 ： ● 4352字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM256+4K； 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 10 ● 64K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 FLASH程序存儲器 ； ●外部并行數(shù)據(jù)存儲器接口可達(dá) 5MB/秒 ； 數(shù)字外設(shè) ： ● 64個 I/O口線所有口線均容許 5V電壓 ； ●可同時使用的硬件 Smuts I2CTM兼容 SPITM及兩個 UART串口 ； ●位可編程的計數(shù)器 /定時器陣列帶 5個捕獲 /比較模塊 ； ● 5個通用 16位計數(shù)器 /定時器 ； ●專用的看門狗定時器雙向復(fù)位 ； 時鐘源 ： ●內(nèi)部可編程振蕩器 （ 2～ 16） MHz； ●實時時鐘模式用定時器 3或 PCA； 綜上所述，因此 最終采用了 Cigna公司 C8051F系列的單片機 C8051F020。 方案二 ： 可以由晶體管、運放 IC 等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器 IC 產(chǎn)生。 方案分析： 方案一， 結(jié)構(gòu)很簡單，制作容易，但是輸出信號有頻率線性度差、頻率穩(wěn)定度低、頻率分辨率低、頻率變換時間比較長，相位噪聲大以及人機界面不友好等缺點。 AD9850介紹 ： 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。 圖 21 AD9850芯片引腳圖 AD9850內(nèi)含可編程 DDS系統(tǒng)和高速比較器，能實現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。正弦查 詢表包含一個正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個地址對應(yīng)正弦波中 0176。 相位寄存器每過 2N/M個外部參考時鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相應(yīng)的 正弦查詢表完成 一個循環(huán)也回到初始位置，從而使整個 DDS系統(tǒng)輸出一個正弦波。、 90176。或這些值的組合進行調(diào)整。接著在WCLK的上升沿裝入 8位數(shù)據(jù)，并把指針指向下一個輸入寄存器，連續(xù) 5個 WCLK上升沿后 ， WCLK的邊沿就不再起作用，直到復(fù)位信號或 FQUD上升沿把地址指針復(fù)位到第一個寄存器。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖 整個系統(tǒng)采用 C8051F020 單片機作為控制核心，它將鍵盤送過來的控制信號 轉(zhuǎn)換后送給 DDS 芯片 AD9850，然后通過低通濾波模塊再經(jīng)過運放放大，就輸出波形。二是系統(tǒng)配置，即按照功能要求配置外圍設(shè)備如顯示器、 D/A 轉(zhuǎn)換等，要設(shè)計合適的電路。硬件結(jié)果與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。 選擇 CMOS 芯片單片機構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)中的所有芯片都應(yīng)該選擇低功耗的產(chǎn)品。 (7)系統(tǒng)的擴展及各功能模塊的設(shè)計在滿足系統(tǒng)功能要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)適當(dāng)留有余地，以備將來修改、擴展之需。 圖 3l(a) 177。當(dāng)給信號發(fā)生器提供 22OV的交流電源，變壓器就輸出兩組大小相同、相位相反的交流電壓，峰值分別為 +15V和 15V。最后選定整流橋為 2A/50V。 LM317則可以通過調(diào)節(jié) 1引腳的電阻值得到范圍為 3V～ 37V的電壓。 時鐘與復(fù)位電路設(shè)計 應(yīng)用系統(tǒng)需通過可靠復(fù)位之后才能有序執(zhí)行程序 ??13 。背光燈采用一個 PNP 三極管與單片機 的一個 I/O 口 A4 相連，以便輸出 PWM控制 LCD 背光燈的亮 度。有源濾波器的設(shè)計引入了有源元件 集成運 算放大器，由于運算放大器具有近似理想的特性，且可以省去電感，因此可以得到接近理論預(yù)測的頻率 19 響應(yīng)特性，并能減小體積。 低通濾波器可以分為巴特沃什濾波、切比雪夫濾波、貝賽爾濾波和橢圓濾波等 ??15 。 本系統(tǒng)中設(shè)計輸出信號的幅度范圍為 ～ 20V。 MAX437高精度低噪聲，尤其是在閉環(huán)增益為 5或更大時性能表現(xiàn)穩(wěn)定， 80MHz的頻帶寬度也能滿足所需?？紤]到 MAX437的輸出最高電壓為 15V，而指標(biāo)要求為 20V，故此處使用 40K的電位器，可以對放大倍數(shù)進行調(diào)節(jié)。該標(biāo)準(zhǔn)的目的是定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的電氣特性。所以采用此芯片接口，串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V電源就可以了。 MAX232的 T1取引腳 (Pin 21)和單片機 C8051F020的 TXD引腳 (Pin 11)連接， R1 OUT引腳 (Pin 12)和 C8051F020的RXD引腳 (Pin 10)連接。 AD9850有兩種與微機并行打印口相連的評估版，并配有 Windows下運行的軟件，可以作為應(yīng)用參考，但運用單片機實現(xiàn)對 DDS的控制與微機實現(xiàn)的控制相比，具有編程控制簡便、接口簡單、成本低，容易實現(xiàn)系統(tǒng)小型化等優(yōu)點 ，因此普遍采用 MCS51單片機作為控制核心來向 AD9850發(fā)送控制字 ??9 。地線與電源線加粗，寬度達(dá)到 40mil。為了減小地線電感，本印制板設(shè)計中采用的是多點接地法，來盡量增大接地面積，接地線盡量短以減小電感。因此在進行 PCB設(shè)計時，在器件的布局上，遵循數(shù)字器件和模擬器件分開擺放，輸出模擬信號線最短輸出、輸入模擬信號線最短輸入、模擬器件的模擬地以最短距離到地的原則。 布線時，數(shù)據(jù)線、地址線和控制線盡量縮短，以減小對地的分布電容 ： 而且其長短和走線方式盡量一致，以免造成各線阻抗差異過大，使信號達(dá)到終端時波形差異很大，形成非同步干擾。在線路板的邊緣，信號線或電源線上的電流會產(chǎn)生更強的輻射，為了避免這種情況的發(fā)生，關(guān)鍵信號線不要太靠近線路板的邊緣。本系統(tǒng)在進行軟件設(shè)計用的是 K51,K51是基于Windows平臺下的集成調(diào)試環(huán)境，支持軟 件仿真和硬件仿真。 應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計的，應(yīng)該可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修正。 （ 5）要合理分配系統(tǒng)資源，包括 ROM、 RAM、定時器 /計數(shù)器、中斷資源等。 （ 2）鍵盤掃描程序與處理程序 。 （ 6） 方波發(fā)生程序 。輸入的信號相關(guān)信息通過運行液晶顯示程序，在 LCD上顯示正確的輸入數(shù)據(jù)和提示字符。 3. 循環(huán)執(zhí)行 While（） 程序，當(dāng)有 /INT0中斷申請時，轉(zhuǎn)向中斷鍵盤掃描處理程序。鍵盤接口軟件的主要任務(wù)包括以下幾個方面 ： 檢測并判斷是否有鍵按下 ； 按鍵開關(guān)的延時消抖功能 ； 計算并確定按鍵的鍵值 ； 程序根據(jù)計算出的鍵值進行一系列的動作處理和執(zhí)行。 三角波發(fā)生程序 三角波發(fā)生程序采用的方法是：利用 C8051F020片內(nèi)的 定時器 T0中斷，使 C8051F020片內(nèi)的 DAC0輸出更新。 本 設(shè)計的相對帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn) 換時間極短、頻率分辨率很高、全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成、輸出相位連續(xù)， 頻率、相位和幅度均實現(xiàn)了程控。 由于我現(xiàn)在各方面的知識還不是很完善，考慮得不是很周到，而且時間倉促，所以 在今后的學(xué)習(xí)、工作中，我將繼續(xù) 努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，不斷更新升級，完善產(chǎn)品。 Void fang (void) { unsigned long I=0； char n=0； silkscreen()； FontSet_(0,1) putstring_(0,0,*p1)； char ch, h=0； ch=getchar()； FontSet(0,1)； putchar(16,h,ch) while(ch!=確認(rèn) ) { h=h+8； FontSet(0,1)； putchar(16,h,ch)； I=I*10+ch； ch=getchar()； } h=0； FontSet_(0,1)； putstring_(24,0,*t1)； ch=getchar()； FontSet(0,1)； putchar(41,0,ch)： while(ch!=確認(rèn) ) { n=0； h=8+h； n=n*10+ch； FontSet(0,1)； putchar(41,h,ch)； } TH0=(655361/i)/256； TL0=(655361/i)%256； TR0=0； PCAOCPH=256256*n； PCAOCPH=256256*n； } 附 錄 38 附錄 3 鋸齒波發(fā)生程序 void juchibo() { unsigned long i=0； char n=0； clrscreen()； FontSet_(0,1) putstring_(0,0,*p2)； char ch, h=0； ch=getchar()； FontSet(0,1)； putchar(16,h,ch) while(ch!=確認(rèn) ) { h=h+8； FontSet(0,1)； putchar(16,h,ch)； i=i*10+ch； ch=getchar()； } h=0； FontSet_(0,1)； putstring_(24,0,*t2)； ch=getchar()； FontSet(0,1)； putchar(41,0,ch)： while(ch!=確認(rèn) ) { n=0； h=8+h； n=n*10+ch； FontSet(0,1)； putchar(41,h,ch)； } TH1=(655361/i)/256； TL1=(655361/i)%256； TR1=1； } void T1(void) interrupt 11 { TF=0 if(DAC1=n) DAC1=0； DAC1++； } } } 39 附錄 4 三角波發(fā)生程序 ： void sanjiaobo() { { unsigned long i=0； char n=0； clrscreen()； FontSet_(0,1) putstring_(0,0,*p1)； char ch, h=0； ch=getchar()； FontSet(0,1)； putchar(16,h,ch) //T2中斷 // while(ch!=確認(rèn) ) { h=h+8； FontSet(0,1)； putchar(16,h,ch)； i=i*10+ch； ch=getchar()； } h=0； FontSet_(0,1)； putstring_(24,0,*t1)； ch=getchar()； FontSet(0,1)； putchar(41,0,ch)： while(ch!=確認(rèn) ) { n=0； h=8+h； n=n*10