【正文】 但是唯一有所創(chuàng)新的就是利用兩塊 DAC0832 芯片來設計函數(shù)發(fā)生器，因為一般都是利用一塊 DA 芯片。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 36 結(jié) 論 經(jīng)過了幾個月的努力，我的畢業(yè)設計終于完成了。 方波顯示情況如圖 ： 圖 示波器上的方波顯示效果圖 圖 中示波器 的垂直刻度每格為 2V，其中方波所占 格，所以它的幅值為 5V。下面將一一展示三種波形的顯示情況。液晶正常顯示，示波器上也能正常顯示波形。當時只想到可能是燒寫軟件沒有設置好，或者計算機端口跟軟件端口不匹配，但是經(jīng)過檢查后這些都沒問題，弄了半天都找不到問題的根源，后來在無意中看到 51 單片機相 關資料后發(fā)現(xiàn) 51 單片機的 ROM 只有 4K 大小，也就是說只能容納 4K 大小 的程序，但是我編的程序卻有 7K 左右，難怪燒不進去，面對這一問題，要么削減程序，要么把 51 的單片機換成 8K的 52 系列的單片機，要想從 7K 削減至 4K基本不可能，所以只能換成 52 的單片機。流程圖如圖 ： 開 始初 始 化調(diào) 用 按鍵 程 序調(diào) 用 顯 示 程 序刷 新 顯 示 內(nèi) 容主 程 序 圖 主程序流程圖 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 26 二 、子系統(tǒng)軟件設計 ○ 1 外部中斷 0 本設計采用外部中斷 0控制波形類型的選擇以及幅值頻率的增加，當程序檢測 到外部中斷 0時，執(zhí)行相應的操作。用戶需要在左側(cè)的芯片列表中選擇調(diào)試使用的 51 系列單片機型號，使對話框右側(cè)的“ Descripion”文本框可以查看選中單片機型號的說明。 （ 8）工具（ Tools）菜單 工具菜單主要用于支持第三方調(diào)試系統(tǒng)，包括 Gimpel Software 公司的PCLint 和西門子公司的 EasyCase. （ 9）軟件版本控制系統(tǒng)（ SVCS）菜單 軟件版本控制系統(tǒng)菜單命令用于設置和運行軟件版本 控制系統(tǒng)。 （ 1）文件（ File）菜單 文件菜單命令主要用于對文件的一些操作，如新建、打開、關閉、輸出等。 第一節(jié) Keil C51 開發(fā)環(huán)境 簡介 一、 Keil uVision3 環(huán)境介紹 Keil C51 是 KEIL 公司推出的 51系列單片機 C語 言軟件開發(fā)系統(tǒng)，對于多數(shù)單片機的應用開發(fā)， Keil C51 是一款非常優(yōu)秀的軟件。通過網(wǎng)上查詢后知 道液晶顯示亂碼可能有兩個原因：一是軟件延時問題，二是線路干擾問題。 第二 節(jié) 本章小結(jié) 本章是本文的核心內(nèi)容，其詳細地介紹了該 系統(tǒng)硬件 設計的具體方案， 對各硬件模塊以及調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法 作了比較系統(tǒng)的闡述。如圖 所示，三個按鍵分別賦予的意義為：“ +”鍵、“ — ”鍵、功能鍵。 LCD1602 控制指 令： LCD1602 有 11 個控制指令，如 表 所示： 表 LCD1602指令對應功能表 指令 功能 清屏 清 DDRAM 和 AC 值 歸位 AC=0，光標、畫面回 HOME 位 輸入方式設置 設置光標、畫面移動方式 顯示開關控制 設置顯示、光標及閃爍開、關 光標、畫面位移 光標、畫面移動，不影響 DDRAM 功能設置 工作方式設置 CGRAM 地址設置 設置 CGRAM 地址。 Vout 一般用作 8～ 12bit 的 D/A 芯片的基準電壓。即用第一片 DAC0832 芯片的輸出作為第二片 DAC0832 的基準電壓，通過改變單片機對第一片 DAC0832 的輸入來xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 16 改變其輸出，從而改變第二片 DAC0832 的基準電壓，從而控制第二片 DAC0832的輸出電流，由此可見，幅值的大小可由單片機來控制。 （ 2） 單緩沖方式 ：只要把兩個寄存器中的任何一個接成直通方式，而用另一個鎖存器數(shù)據(jù)， DAC 就可處于單緩沖工作方式。 (4)、 RFB：反饋電阻引出端， DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 RFB 端可以直接接到外部運算放大器的輸出端，這樣相當于將一個反饋電阻接在運算放大器的輸出端和輸入端之間。1LSB ，參考電壓為 (+10～ 10)V，供電電源為 (+5～ +15)V，邏輯電平輸入與 TTL 兼容。 表 寄存器復位后狀態(tài)表 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A B PSW SP DPL DPH P0—P3 IP IE 00H 00H 00H 07H 00H 00H FFH ***00000B 0**00000B TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SBUF SCON PCON 00H 00H 00H 00H 00H 00H 不定 00H 0********B 按圖中畫法連好 9腳（ RST），單片機即可上電初始化。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 11 二、 單片機最小系統(tǒng)設計 本設計以 AT89C51 單片機為核心，要使 AT89C51 單片機正常工作，必須滿足它的基本條件，這就是最小工作系統(tǒng)，如圖 ： 圖 AT89C51 單片機最小系統(tǒng) 最小工作系統(tǒng)包括如下幾部分： 電源：單片機使用的是 5V 電源，其中正極接 40 引腳（ Vcc），負極接 20 引腳（ GND）。 綜合方案一和方案二的優(yōu)缺點， 本文采用了 在低頻時控制 單片機的查表頻率從而改變輸出頻率，在高頻時改變計數(shù)器的計數(shù)初值 來改變 頻率 的方法 從而較完美地 實現(xiàn)要求。該方案的缺點是輸出信號頻率較低，輸出的波形質(zhì)量差，輸出頻率調(diào)節(jié)范圍小，電路復雜且體積大。這一系列不同的幅度編碼經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換器得到相應的階梯電壓信號，最后經(jīng)過低通濾波器平滑，即可輸出相應的信號。 第一節(jié) 波形生成方案 函數(shù)發(fā)生器在科學實驗、電子測量、自動控制、設備檢測、無線通訊等領域有著廣泛的應用。 XTAL1： 反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路輸入。并可用作外部時鐘或定時，注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時一個 ALE 脈沖將被忽略。 P1口： P1口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O口，向 P1口寫入 1時， P1口被內(nèi)部上拉為xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 5 高電平，可用作輸入口。 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 二、 AT89C51 單片機的外部引腳介紹 AT89C51 單片機的外部引腳的排列及名稱如圖 所示： 圖 所示 管腳描述 如下 ： 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 第二節(jié) AT89C51 單片機 結(jié)構(gòu) 簡介 一 、 AT89C51 的 基本特 性 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。這類單片機的運算速度大幅度提高，增加了外圍電路功能，強化了智能控制的特征，拓寬了單片機的應用范圍，使之能用于智能終端、局域網(wǎng)絡的接口等。 二、 低性能單片機階段（ 20世紀 70年代中期 ~80 年代初期）。它把組成微型計算機的各功能部件（中央處理器（ CPU） 、隨機存取存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM）、可編程存儲器（ EPROM）、并行及串行輸入 /輸出（ I/O）接口電路、定時器 /計數(shù)器、中斷控制器等）集成在一塊半導體芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機。前人 研制了采用 8031單片機及程序存儲器構(gòu)成的最小系統(tǒng)組成的數(shù)字式低頻信號發(fā)生器，它在低頻范圍內(nèi)性能好，但是體積較大，價格較貴。is used to indicate the type and frequency and wave be。 本次設計的主要目的 就 是 為了 學習 基于單片機的 函數(shù)發(fā)生器的工作原理，設計出一個低頻的函數(shù)發(fā)生器 。 本設計 最終 能達到預期的效果， 能 實現(xiàn)電壓步進 ，方波能夠任意調(diào)節(jié)占空比以及在LCD1602上顯示波形類型、電壓和頻率 ，并且可以通過示波器來觀察其輸出的波形。我們長期使用的信號發(fā)生器，大部分是由模擬電路構(gòu)成的，這類儀器作為信號源，頻率可達上百 MHz，在高頻范圍內(nèi)其頻率穩(wěn)定性高、可調(diào)性好。其中 DA轉(zhuǎn)換模塊包括 2塊 DAC0832芯片和 OP07運放電路，第一塊 DA芯片的輸出作為第二塊 DA芯片的參考電壓，而第一塊 DA芯片的 MC1403芯片的輸出來提供；鍵盤控制模塊采用 3個按鍵來選擇波形類型及調(diào)節(jié)頻率、幅值；顯示模塊則采用 LCD1602來顯示波形類型、頻率及幅值；最終將設計好的函數(shù)發(fā)生器的輸出接上示波器，在示波器上顯示實際輸出的波形。 1971 年 11 月 Intel 公司首先設計出集成度為 2020 只晶體管 /片的 4位微處理器 Intel 4004，并配有 RAM、 ROM 和移位寄存器 ，構(gòu)成了第一臺 MCS4 微處理器。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 3 這一階段推出的 8位單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)，多個16 位定時器 /計數(shù)器。 此階段單片機內(nèi)集成的功能越來越強大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展，單片機在大量數(shù)據(jù)的實時處理、高級通信系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、復雜工業(yè)過程控制、高級機器人以及局域網(wǎng)等各方面得到大量應用。 AT89C51 單片機的 主要特性 ： 5 個中斷源 P0 口： P0 口是開漏雙向口，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮用作高阻輸入。 當作為輸入腳時 ,被外部拉低的 P2口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 。內(nèi)部有擴散電阻連接到 Vss， 僅需要外接一個電容到 Vcc 即可實現(xiàn)上電復位。 EA/VPP： 在訪問整個外部程序存儲器時 EA必須外部置低 ,如果 EA 為高時將執(zhí)行內(nèi)部程序 ,除非程序計數(shù)器包含大于片內(nèi) FLASH 的地址 。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 7 第二章 方案選擇 函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。不足之處是由于單片機的處理數(shù)據(jù)的速度有限，當產(chǎn)生頻率比較高的信號時，輸出波形的質(zhì)量將下降。例如早期的函數(shù)發(fā)生器集成芯片有 ICL803 BA20XR2206/2207/2209 等，這些芯片的不足時輸出信號的頻率不高，最大僅有幾百kHz，調(diào)節(jié)方式不靈活，頻率和脈沖信號的占空比不能獨立調(diào)節(jié)。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 9 方案二： 單片機控制計數(shù)器的初值 。 DA 轉(zhuǎn)換部分：本設計采用 2 塊 DAC0832 芯片，其中一塊的輸出用于另一塊 DA的基準 基準電壓部分：第一塊 DA的 基準電壓通過 MC1403 芯片來實現(xiàn)。外接晶體諧振器以及電容 C1和 C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。因而，復位是一個很重要的操作方式。能完成數(shù)字量輸入到模擬量 (電流 )輸出的轉(zhuǎn)換。 圖 DAC0832 引腳圖 圖 ： (1)、 DI7～ DI0： 8 位的數(shù)據(jù)輸入端， DI7為最高位。 (8)、 DGND：數(shù)字量地。在需要同步進行 D/A 轉(zhuǎn)換的多路 DAC 系統(tǒng)中，采用雙緩沖方式，可以在不同的時刻把要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)打入各 DAC 的輸入寄存器，然后由一個轉(zhuǎn)換命令同時啟動多個 DAC 轉(zhuǎn)換。輸出電壓 :＋ /25mV， 輸入電壓范圍 :~40V， 輸出電流 :10mA。 R/W： 讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 其中： S/C=1:畫面平移一個字符位； S/C=0：光標平移一個字符位； R/L=1：右移； R/L=0：左移。 (2)G:F— — “ +”鍵和“ — ”鍵調(diào)節(jié)輸出信號頻率，改變的是定時器的值。這些問題都可能導致整個電路不通電。所謂軟件設計當然包括軟件的流程設計和具體程序的編寫。在模塊化編程時，如果同時打開多個不同文件，可以在Keil uVision3 中分別進行編輯處理。 （ 5）調(diào)試（ Debug）菜單 調(diào)試菜單命令用于軟件仿真環(huán)境下的調(diào)試，提供斷點、單步、跟蹤等操作指令。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設計（論文） 25 在對話框中選擇新項目要保存的路徑和文件名，單擊“保存”按鈕即可。單擊新建文件的快捷按鈕，屏幕中出現(xiàn)一個新的文字編輯窗口，這樣就可以在新的窗口中輸入需要的程序了 。如何使 程序編譯無誤并實現(xiàn)其功能才是真正嚴峻的問題。添上一行簡單的程序后問題就得到了解決。 函數(shù)發(fā)生器：該部分是本設計的核心主題，接通電源后，它將產(chǎn)生方波、三角波、正弦波三種波形，而且上面的液晶能顯示波形的類型、幅值大小和頻率的大小，接上示波器就能在示波器上顯示波形。 正弦波的顯示情況如圖