【正文】 break。 P1=0xff。k=a。 //數(shù)碼管掃描 void Discan1() { UINT i。 data_LSB=DATA16amp。 SM_BUSY = 1。 TMR2CF=0x12。N=8。 L_H0=(Freq_reg08)amp。 Freq_Process1(L_L1,L_H1,H_L1,H_H1)。//x=2exp32/1M（選用 1M 晶振） L_L1=Freq_reg1amp。 byte_shift(0x3200+FREQ0_MSBs_L)。 //SNYC=1,同步方式； SELSRC=0，用 pins 選擇頻率寄存器 byte_shift(0x3400+FREQ1_LSBs_L)。 for(temp=0x8000。 P1 = 0xff。 // Restore SFR page } /******************端口初始化 *******************/ void PORT_init(void) { SFRPAGE = CONFIG_PAGE。 // XTLVLD blanking interval (1ms) while (!(OSCXCN amp。 //系統(tǒng)時(shí)鐘初始化 PORT_init ()。 //PCA的 CEX0 輸出 1M 到 AD9835_MCLK Freq_Adjust1(600)。//延遲 N 個(gè) MCLK void square_wave (unsigned char a)。 //系統(tǒng)時(shí)鐘初始化 void PORT_init(void)。 char BYTE_Number。其次，在畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及到對(duì)整體把握這一塊的時(shí)候讓我也收獲頗多，讓我學(xué)會(huì)了系統(tǒng)的看待問題，分析問題，解決問題，這在很多時(shí)候是學(xué)不到的，讓我在邁向 社會(huì)這個(gè)新的大舞臺(tái)的時(shí)候更有自信。 在超聲波測(cè)量技術(shù)中 ,超聲換能器 (發(fā)射換能器和接收換能器 ) 是超聲波檢測(cè)技術(shù)的核心部件。此直流電壓經(jīng)過 LM7805的穩(wěn) 壓和 C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。 鍵盤從上往下依次為 KEY0～ KEY3，鍵盤未按下時(shí)， I/O端口經(jīng)上拉電阻接 +5V電壓，輸入的是高電平；鍵盤按下時(shí)， I/O端口由于接地，輸入的是低電平。 獨(dú)立式按鍵的硬件特點(diǎn)是每個(gè)按鍵均獨(dú)立地占用一條 I/O 接口線。單片機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)從 RB0～ RB3 輸出，七段碼由外部 CD4511 譯碼完成，如果需要點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)，則小數(shù)點(diǎn)從 RB4 輸出，位選擇信號(hào)從 RB5～ RB7 輸出，經(jīng) CD4028 高電平輸出譯碼器分別驅(qū)動(dòng)每位數(shù)碼管，用 8 位 I/O 口可以驅(qū)動(dòng) 8 位帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)碼管，程序流程與七段碼直接輸出掃描驅(qū)動(dòng)的相似。 CPU向段輸出口送出字形碼時(shí)，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)顯示器亮，則取決于公共端 COM 的狀態(tài)，而這一端是由 I/O 口線控制的，所以就可以決定顯示哪一位了。下圖為電壓放大模塊電路，采用反比例放大，其增益為 R1/R2，手動(dòng)調(diào)節(jié) R1 調(diào)整電壓輸出幅值，C1 電容有效濾除雜波。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益非河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 常大， 范圍從數(shù)百至數(shù)萬(wàn)倍不等，使用負(fù)反饋方可保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。用在通訊、廣播、雷達(dá)、電視、自動(dòng)控制等各種裝置中。絕對(duì)精度（簡(jiǎn)稱精度）是指在整個(gè)刻度范圍內(nèi)，任意輸入數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值之間的最大誤差。如二進(jìn)制， BCD 碼等。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效輸入電阻為 R，基準(zhǔn)電壓 VR供出的總電流為： I=VR/R 經(jīng) 2R 電阻流向開關(guān)的各分流為： I1=I/21 I2=I/22 … In1=I/2n1 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 In=I/2n 這些電流是流向求和點(diǎn)還是流向地，取決于開關(guān)是上合還是下合，也就是取決于數(shù)字量各位的代碼是 1 還是 0。實(shí)現(xiàn)這種操作的基本方法是對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制的每一位， 產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電壓（電流），而這個(gè)電壓（電流）的大小正比于相應(yīng)的位權(quán)。 低通濾波器可以分為巴特沃什濾波、切比雪夫?yàn)V波、貝賽爾濾波和橢圓濾波等。 T0/T1 被調(diào)用后，開始計(jì)數(shù)。由于 AD9835接收的大部分命令和參數(shù)為 16位，而 AT89S51每次只能發(fā)送 1字節(jié)數(shù)據(jù)，因此 FSYNC應(yīng)在 AT89S51串行口連續(xù)發(fā)送 2個(gè)字節(jié)的過程中保持低電平。圖 生電路， SCLK、 SDATA、 FSYNC連接到單片機(jī)，接受控制命令。經(jīng)簡(jiǎn)化，合成信號(hào)頻率由下式?jīng)Q定： f＝ K因此在實(shí)際使用時(shí)，都是按需要選用其第二功能信號(hào)，剩下的才以第一功能的身份做數(shù)據(jù)的 I/O使用。缺少了它的第二功能，單片機(jī)甚至還不能工作。 本系統(tǒng)控制電路所采用的單片機(jī) AT89S51是 40引腳， PDIP封裝的集成電路芯片。 AT89S51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。由于 DDS 具有相對(duì)帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間極短 (可小于 20μ s)，頻率分辨率高，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成等優(yōu)點(diǎn)以及輸出相位連續(xù)，頻率、相位和幅度均可實(shí)現(xiàn)程控，因此，可以完全滿足。 參數(shù)計(jì)算 對(duì)于計(jì)數(shù)容量為 2n 的相位累加器和具有 M 個(gè)相位取樣點(diǎn)的正弦波形存儲(chǔ)器，若頻率控制字為 K，輸出信號(hào)頻率為 f0，參考時(shí)鐘頻率為 fc，則 DDS 系統(tǒng)輸出信號(hào)的頻率為 f0=(k∕ 2n)fc 輸出信號(hào)的頻率分辨率為 △ fmin=(1∕2n)fc 由奈奎斯特采樣定理可知， DDS 輸出的最大頻率為 fmax=fc∕2 頻率控制字可由以上公式推出 K=f02 n∕fc 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 當(dāng)外部參考時(shí)鐘頻率為 50MHz，輸出頻率需要為 1MHz 時(shí)，系統(tǒng)時(shí)鐘經(jīng)過 6倍頻，使得 fc變?yōu)?300MHz，這樣就可利用以上公式計(jì)算出 DDS 的需要設(shè)定的控制頻率字 K=1248／ 300 信號(hào)發(fā)生芯片選擇 系統(tǒng)采 用數(shù)字波形合成技術(shù)產(chǎn)生任意波形，其基本原理是設(shè)法將任意波形的采樣點(diǎn)的值依次通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。 位數(shù)：相位累加器的位數(shù) ,滿足位數(shù) =NM 圖 131 DDS 的基本原理圖 DDS 系統(tǒng)由頻率控制字，相位累加器，正弦查詢 表，數(shù)∕模轉(zhuǎn)換器和低通濾波器組成，參考時(shí)鐘為高穩(wěn)定度餓晶體振蕩器，其輸出用于同步 DDS 各組成部分的工作。 方案二：利用單片機(jī)控制直接數(shù)字頻率合成芯片 （ DDS） 產(chǎn)生的正弦波，通過單片機(jī)，鍵盤， LED 數(shù)碼管顯示實(shí)現(xiàn)波形的數(shù)字控制。與此相比 ,基于集成芯片的波形發(fā)生器具有高頻 信號(hào)輸出、波形穩(wěn)定、控制簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，且大多能產(chǎn)生 正弦波、矩形波（含方波）和三角波（含鋸齒波）等多種波形。因此，能夠與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合在一起，充分發(fā)揮軟件的作用。這樣一個(gè)信號(hào)發(fā)生裝置在控制領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍。緒論，首先對(duì)課題研究背景和所涉及的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了介紹；第一章對(duì)系統(tǒng)所要完成的功能和可擴(kuò)展的功能進(jìn)行描述，確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要元器件的選擇。 方案選擇 方案一：直接利用單片機(jī)編程產(chǎn)生正弦波。可編程 DDS 系統(tǒng)原理如同所示： 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 N 位相 位 累加 器正 弦余 弦 表數(shù) ∕ 模轉(zhuǎn) 換 器D A C低 通濾 波 器L P F頻 率 控 制 字 KF C W N 位M 位S 位F o u t系 統(tǒng) 時(shí) 鐘f c l k N：相位 ,累加器位數(shù) 。~360186。在 100KHz 固定頻率載波進(jìn)行二進(jìn)制鍵控，二進(jìn)制基帶序列碼速率固定為 10Kbps，二進(jìn)制基帶序列信號(hào)自行產(chǎn)生，能夠產(chǎn)生模擬調(diào)制 AM 信號(hào)。 AD9835 輸出的信號(hào)經(jīng) 低通濾波器濾除高頻干擾后送至 D／ A 轉(zhuǎn)換器TLC7524，控制其幅值， TLC7524 輸出后經(jīng)運(yùn)算放大器 AD829 放大，最后輸出 滿足要求的正弦波。也可以采用外部時(shí)鐘。單片機(jī)也同樣如此，當(dāng)引腳數(shù)量有限時(shí)， “兼職 ”是唯一可行的辦法，即給其中的一些信號(hào)引腳賦以雙重功能。 單片機(jī)各端口的第二功能完全是自動(dòng)的，不需要用指令來(lái)轉(zhuǎn)換。10V可調(diào)。其中， AD9835是一款低功耗、可編程波形發(fā)生器，最高時(shí)鐘頻率為 50MHz。 AT89S51串行口工作在方式 0， TXD輸出固定頻率為 fosc的時(shí)鐘脈沖（ fosc為 AT89S51外接晶振頻率）來(lái)驅(qū)動(dòng)AD9835的 SCLK, 在該 時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)與 ， AD9835接收從 AT89S51串行口的 RXD發(fā)出的命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)。單片機(jī)程序中設(shè)定寄存器 0 是定時(shí)器、 T1 是計(jì)數(shù)器， 0 和 T1 串聯(lián)起來(lái)使用，滿足定時(shí)時(shí)間要求。 DDS 的雜散主要來(lái)源以下三個(gè)方面： (1)ROM 幅度量化誤差：相位轉(zhuǎn)化為幅度，是通過尋址 ROM 實(shí)現(xiàn)的，然而 ROM地址中存有的波形幅度值字長(zhǎng)是有限的， ROM 存儲(chǔ)能力有限而引起的舍位誤差就是幅度量化誤差； (2)相位截?cái)嗾`差：為了提高 DDS 的精度， DDS 的相位累加器位數(shù)都取得非 常大，但 ROM 的容量是有限的，因此只利用相位累加器的高 M 位 ROM 尋址，其低 (NM)位被截?cái)??？紤]到實(shí)際的橢圓濾波器設(shè)計(jì)與理論分析是有所不同的，在此使用 Multisim 9經(jīng) 過仿真后得出橢圓濾波器的具體參數(shù)。因此，不論開關(guān)是上合還是下合，網(wǎng)絡(luò)中各支路的電流是不變的。分辨率通常用數(shù)字量的位數(shù)表示，一般為 8位， 10 位， 12 位， 16位等。 1/2LSB（最低有效位）時(shí)所需的時(shí)間。其中， TLC7524采用直通方式，8位數(shù)字量一旦達(dá)到 D7~D0輸入端，便進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn) 256級(jí)幅值調(diào)節(jié)。最基本的運(yùn)算放大器。壓擺率 230V∕μs,寬帶 750MHz。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是占用單片機(jī) CPU的時(shí)間少，顯示穩(wěn)定；缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，占用 I/O 接口多，成本較高。 七段碼直接輸出掃描驅(qū)動(dòng)。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 27 LED顯示電路 如圖 27 所示，采用三級(jí)管對(duì) 數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，本電路圖采用的是共陰極數(shù)碼顯示，當(dāng)有三極管導(dǎo)通時(shí)，數(shù)碼管的一端相當(dāng)于接地，數(shù)碼管就顯示了。行線還連接有上拉電阻，當(dāng)鍵盤中無(wú)按鍵按下時(shí)，所有的行線和列線之間都被斷開。 + 5P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3 圖 28 鍵盤電路 電源電路 ～ 2 2 0 V 8 VL M 7 8 0 5I N O U TG N DT2 2 0 μ F 0 . 1 F 0 . 1 F1 0 0 μ F5 V 圖 29 電源電路 電源電路為輸出電壓 +5V、輸出電流 。具體工 作原理如下：按下 K0 鍵則顯示波形頻率，按下 K1 鍵顯示波形幅值，按下 K2 鍵顯示所選頻率或幅值的步進(jìn)加，按下 K3 鍵顯示所選頻率或幅值的步進(jìn)減。利用信號(hào)的產(chǎn)生進(jìn)行儀器的控制已經(jīng)是自動(dòng)控制中的一個(gè)重要的手段 ，那么一個(gè)幅度、頻率、占空比以及波形可調(diào)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)和完成更具有使用價(jià)值。 unsigned char OP_CODE。 sbit FSYNC=P3^3。 void Freq_Adjust1(float value_Freq1)。p) *p=0。 } void SYS_init(void) { WDTCN = 0xDE。 // start external oscillator with 10MHz crystal (XFCN = 6) for (i=0。 CLKSEL = 0x01。 //, 為開漏輸出， , 為推挽輸出 P0 =0xff。 } 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 /******************向 AD9835 寫入 16bit 數(shù)據(jù) **********************/ void byte_shift (unsigned int data_16) { unsigned int temp。 } FSYNC=1。 } void Freq_Process0 (unsigned char FREQ0_LSBs_L, unsigned char FREQ0_LSBs_H, unsigned char FREQ0_MSBs_L, unsigned char FREQ0_MSBs_H) { byte_shift(0xF800)。 unsigned char L_L1, L_H1, H_L1, H_H1。0x000000FF。 Freq_reg0=value_Freq0*z。0x000000FF。 //外部時(shí)鐘 8 分頻 = RCAP_data16=(65536(w/a))。 //系統(tǒng)時(shí)鐘，禁止中