【正文】 ， 0C8H， 0D1H，0D9H DB 0E0H， 0E7H， 0EDH， 0F2H， 0F7H， 0FAH， 0FCH， 0FEH，0FFH ②三角波產(chǎn)生程序 三角波的產(chǎn)生程序和正弦波類似，其程序流程圖見圖 13 所示。程序如下： RDKEY： MOV LINECOD， OFEH ；第一行線置位為低電平，為掃描作準(zhǔn)備 第 31 頁 共 48 頁 KEVB1： MOVX A， LINCOD ；逐行掃描 MOV P1， A MOV A， P1 ；讀列信號 ANL A， OFOH ；列信號再高 4位 MOV ROWCOD， A ；列信號暫存 ROWCOD CJNE A， 0F0H， KEYB2 ；該行有鍵合上，轉(zhuǎn)鍵譯碼 MOV A， LINECOD RL A ；為掃描下一行做準(zhǔn)備 MOV LINECOD， A XRL A， 0EFH ；檢查是否各行都掃描了一遍 JNZ KEYB1 ；未掃描完一次繼續(xù) SJMP KEYRT ；退出 KEYB2： MOV A， LINECOD ANL A， 0FH ；行信號在低 4位 ORL A， ROWCOD ；行、列信號拼裝 CPL A ；取反獲得特征碼 MOV KEYCH， A ；特征碼暫存 KEYCH MOV KEYBCD， 00H ；查表得鍵值的初值 MOV DPTR， KEYTBL ；置查表起始值 KEYB3： CLR A MOVC A， A+DPTR ；查表，得特征值 CJNE A， KEYCH， NEQ ；查表得的特征碼和按鍵特征碼不等？ AJMP E ；相等，表示查到，轉(zhuǎn) E NEQ： INC KEYBCD ；不等，表示未查到，為再查做準(zhǔn)備 INC DPTR AJMP KEYB3 E： LCALL DEYAY ；延時，等待鍵釋放 MOV A， 0F0H ；判斷鍵是否釋放 MOV P1， A MOV A， P1 第 32 頁 共 48 頁 ANL A， 0F0H XRL A， 0F0H JNZ E ；如果沒有釋放按鍵則等待釋放 KEYRT： RET ；已經(jīng)釋放，返回鍵值在 KEYBCD 中 KEYTBL： DB 81H， 82H， 42H， 22H， 84H， 44H， 24H， 88H DB 48H， 28H， 18H， 14H， 12H， 11H， 21H， 41H ③ 按鍵處理部分 由上面鍵盤逐行掃描得到按鍵的鍵值后，要進(jìn)行相應(yīng)的處理：由于本鍵盤只有 16 個鍵，所以鍵值做大為 0FH，故首先要判斷所得鍵值是否合法，若所得鍵值大于 0FH，則為非法，應(yīng)重新讀鍵；由于本鍵盤是用于選擇波形、輸入幅值和頻率的， 0~9 數(shù)字鍵是按了功能鍵 WAVE、 AMPLITUDE 和 FREQUENCY 后才能輸入，所以在判斷按鍵合法后，若為數(shù)字鍵則丟棄重讀，若為功能鍵則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序進(jìn)行處理 。這樣顯示碼的存儲順序應(yīng)和顯示器的次序剛好相反，即 L8 的顯示碼存于 30H 中， L7~L5 的顯示碼存于 31H~33H， L4~L1 的顯示碼存于34H~37H 中。然后，裝入前面的提示符顯示程序，匯編并執(zhí)行。按前面所述設(shè)計的波形發(fā)生器，能產(chǎn)生一路正弦波、三角波、鋸齒波或方波信號，其幅度可在 0~10V 內(nèi)變化，頻率可調(diào)整，大致方波頻率為 0~100kHz，鋸齒波頻率為 0~200kHz，正弦波和三角波的頻率為 0~ kHz。 經(jīng)過一段時間的烤機(jī)試運(yùn)行后，可以對系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試。 接下來要進(jìn)行實(shí)物仿真調(diào)試，在用戶電路板上插好仿真頭，接好通信電纜，接通電源，運(yùn)行仿真程序。 輸入數(shù)據(jù)通過查表轉(zhuǎn)換為對應(yīng)顯示碼，然后存于單片機(jī)內(nèi)存 30H~37H 中。不難得到其他按鍵的特征碼，見表 2所示： 表 2 按鍵與特征碼的關(guān)系 按鍵 0 1 2 3 4 5 6 7 特征碼 81H 82H 42H 22H 84H 44H 24H 88H 按鍵 8 9 WAVE AMPLITUDE RFEQUECY ENTER CLEAR 。 ①正弦波產(chǎn)生程序 由于正弦波的對稱性，可將其分為四個相同部分，在這里稱為四個象限。而將助記符翻譯成機(jī)器碼以及將標(biāo)號地址換算成實(shí)際地址的工作都由計算機(jī)通過一種稱為匯編程序的軟件完成，這種翻譯和換算的過程一般就稱為匯編。用仿真器編寫一段測試程序（參見后面顯示模塊軟件）讓 8 個 7 段 LED（ L1~L8）分別顯示數(shù)字 8。 切斷電源，空出單片機(jī) AT89C51 的位置，并在此位置上插入仿真器的 40 芯仿真頭。 對于本波形發(fā)生器，其硬件電路的調(diào)試可以按如下步驟進(jìn)行。由于單片機(jī)的 PI 口不作它用，可用它擴(kuò)展一個 4 行 *4 列鍵盤。非編碼鍵盤上，閉合鍵的識別采用軟件實(shí)現(xiàn)；編碼鍵盤上，閉合鍵的識別則由專門的硬件譯碼器產(chǎn)生按鍵的編號（即鍵碼），并產(chǎn)生一個脈沖信號，以通知CPU 接受鍵碼。 圖 8 單片機(jī)的晶振電路 3． 7 復(fù)位電路設(shè)計 單片機(jī)的復(fù)位電路就和計算機(jī)的重啟是一 樣的概念。 本課題通過 780 781 7912 穩(wěn)壓器將直流電壓分別轉(zhuǎn)換為 +5V、 +12V、 12V直流電壓，然后直接和電路系統(tǒng)的電源接口相接。 表 1 輸入數(shù)字量與輸出電壓的關(guān)系 輸 入 碼 模擬輸出電壓 MSB LSB 1 1 1 1 1 1 1 1 +（ 127/128） Vref 1 0 0 0 0 0 0 1 +（ 1/128） Vref 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 （ 1/128） Vref 0 0 0 0 0 0 0 1 （ 127/128） Vref 0 0 0 0 0 0 0 0 （ 128/128） Vref 另一片 DAC0832（ IC3）的參考電壓接到 +5V 電源上，它和兩個單運(yùn)算放大器（ IC5 和 IC6）組成的單極 性 D／Ａ轉(zhuǎn)換電路，其輸出電壓加到前一片 DAC0832的參考電壓端 Vref。這種方式可用于不采用微機(jī)的控制系統(tǒng)中。當(dāng) 與 同時為低電平時， =1， 8 位 DAC 寄存器內(nèi)容隨輸入鎖存器而變化。 VREF端與D/A 內(nèi)部 T 形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。 /CS：片選信號輸入線，低電平有效。按照 D/A 和單片機(jī)的接口方法可分為并行和串行 D/A 轉(zhuǎn)換器。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 當(dāng) /EA 端保持高電平時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。 ? RST：復(fù)位輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 ? P0 口 ： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。 AT89C51是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含4Kbytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)抽取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)。因此選擇一個適合本系統(tǒng)的單片機(jī)是十分重要的。 3． 1 單片機(jī)的簡介 單片微型計算機(jī)是微型計算機(jī)的一個重要分支，也是一個非?；钴S和 頗具生命力的機(jī)種。 第 6 頁 共 48 頁 圖 1 波形發(fā)生器原理框圖 2． 4 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的可行性的理論分析 元器件的選擇及其可行性 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)設(shè)計目的，在電源部分我們選用 780 781 7912 三個三端集成穩(wěn)壓器得到 +5V、 +12V、 12V 的 電 壓，然后再將這三個集成穩(wěn)壓器輸出的電壓值供給整個系統(tǒng)；通過兩個集成 D/A 轉(zhuǎn) 換器 DAC0832 進(jìn)行數(shù) /模轉(zhuǎn)化和電壓的比較；四個集成運(yùn)放 LM356 將得到的模擬電壓進(jìn)行放大；一個示波器對輸出波形進(jìn)行觀測； 8 組集成 74HC164 和 LED；其余部分為一些常用電阻、電容等元器件。如此，周而復(fù)始地查表輸出，就得到所要的正弦波。另外，采用一片Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器來控制前一片Ｄ／ A 轉(zhuǎn)換器的參考電壓，從而可以改變輸出波形幅值，見圖 1 所示。就目前國內(nèi)的成熟產(chǎn)品來看，多為一些 PC 儀器插卡，獨(dú)立的儀器和VXI 系統(tǒng)的模塊很少。 1． 3 國內(nèi)外波形發(fā)生器產(chǎn)品的比較 1978年，由美國 Wavetek 公司和日本東亞電波工業(yè)公司最早公布的波形發(fā)生器的最高取樣頻率為 5MHz，可以形成 256 點(diǎn)（存儲長度）波形數(shù)據(jù)，垂直分辨率為 8bit，主要用于振動、醫(yī)療、材料等領(lǐng)域做評價信號源，經(jīng)過將 30 多年的發(fā)展，伴隨著電子元器件、電路及生產(chǎn)設(shè)備的高速化、高集成化，任意波形發(fā)生器的性能有了飛速的提高。 與 VXI 資源結(jié)合?，F(xiàn)代電子、計算機(jī)和信號處理等技術(shù)的發(fā)展，極大的促進(jìn)了數(shù)字化技術(shù)在電子測量儀器的應(yīng)用，使原有的模擬信號處理逐步被數(shù)字信號處理所代替，從而擴(kuò)充了儀器信號的處理能力，提高了信 號測量的準(zhǔn)確度、精度和變換速度，克服了模擬信號處理的諸多缺點(diǎn)，數(shù)字信號發(fā)生器隨之逐漸發(fā)展起來。軟件控制波形的一個最大缺點(diǎn)就是輸出波形的頻率低，主要由 CPU 的工作速度決定的，如果想提高頻率可以改進(jìn)軟件程序減少其執(zhí)行周期或提高 CPU 的時鐘周第 2 頁 共 48 頁 期，但這些方法是有限度的，根本的方法還是要改進(jìn)硬件電路。直到 1964 年才出現(xiàn)第一臺全晶體管的波形發(fā)生器。一般來講，任意波形發(fā)生器，是一種特殊的信號源，綜合具有其它信號源生成能力，因而適合各種仿真實(shí)驗(yàn)的需要。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實(shí)質(zhì)是采用微處理器對 DAC 的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。用數(shù)字方法的函數(shù)發(fā)生器尚處于開發(fā)階段，正式的商品還不多。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形的輸入變得更加方便和容易。在第 3 頁 共 48 頁 民用方面， VXI 模塊遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及臺式儀器更為方便。 1． 4 研制波形發(fā)生器的目的及意義 波形發(fā)生器是信號 源的一種，它是具有信號源所具有的特點(diǎn)，更因它高的性能優(yōu)勢而備受人們青睞。波形編輯軟件主要用于產(chǎn)生各種標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)波形的作用，用戶可以通過鍵盤對軟件進(jìn)行操作，如選取波形類型、調(diào)整波形周期等。方波由 AT89C51 單片機(jī) 將最大值和最小值輸出給Ｄ／Ａ進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ，并由用戶通過鍵盤選擇波形周期。方波的產(chǎn)生較簡單，只要交替地將最大值和最小值輸出給Ｄ／Ａ進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可，它們的延續(xù)時間為周期的一半。因此，設(shè)計費(fèi)用主要集中在印制板的制作上。片內(nèi)含有 CPU、 ROM、 RAM、并行 I/O、串行 I/O、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線。 第 8 頁 共 48 頁 單片 機(jī)的成本應(yīng)盡可能低。 主要性能參數(shù) ? MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ? 4K 字節(jié)可重復(fù)擦寫 Flash 閃速存儲器 ? 1000 次擦寫周期 ? 全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz ? 三級加密程序存儲器 ? 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32 個可編程 I/O 口線 ? 2個 16 位定時 /計數(shù)器 ? 6個中斷源 ? 可編程串行 UART 通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須 被拉高。在給出地址“1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 ? /PSEN：程序存儲允許（ PSEN）