【正文】 圖 32 主程序 流程圖 開始 KEY1 按下 1 次 輸出方波 KEY1 按下 3 次 KEY1 按下 2 次 KEY1 按下 4 次 N N N N N Y Y Y Y 輸出三角波 輸出鋸齒波 輸出正弦波 基于 51 單片機(jī) 的低頻信號(hào)發(fā)生器 的 設(shè)計(jì) 17 我們是 通過按鍵次數(shù)來控制波形的形狀 ，主要是 按 KEY1鍵 ： 按下 1次 — 輸出方波； 按下 2次 — 輸出三角波； 按下 3次 — 輸出鋸齒波； 按下 4次 — 輸出 正弦波。 接下來 就是仿真結(jié)果，按下對應(yīng)的按鍵我們就可以得到正弦波、方波、鋸齒波等波形。我們要 讓離散信號(hào) 變成 數(shù)字信號(hào) ，我們的 應(yīng)對措施是 對信號(hào)采樣、量化的方法， 這樣就可產(chǎn)生單片機(jī)所需的信號(hào) 。 (4)D/A 轉(zhuǎn)換也就是數(shù)模轉(zhuǎn)換 ， 它的 功能 是把 數(shù)字量變成模擬量 。 設(shè)計(jì)原理 作為 一個(gè) 低頻信號(hào)發(fā)生器的 設(shè)計(jì) ，通過 上面 的 方案比較 我們采用的是 AT89S51 單片機(jī)來 編程并實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出。同時(shí)，我們 選用 了 AT89S51 卻沒有 選用 AT89C51 的 原因上海 XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 是 ， AT89S51 比 AT89C51 的 功能 強(qiáng)大， S51 有許多新功能包是 C51 沒有的， 例如： (1)性能有了較大提升，價(jià)格比 89C51 更低。可在 A0和 A1 輸入端設(shè)置適當(dāng)?shù)拇a來選擇所需的輸出波形 ，而且 有很多優(yōu)點(diǎn)，例如輸出頻率范圍比較寬，波形比較穩(wěn)定可靠，一般不會(huì) 失真 ，使用起來也比較方便。信號(hào)發(fā)生器 還有其他類型， 這里 就不做介紹了。 ② 支持仿真主流單片機(jī)系統(tǒng)。 LM324 運(yùn)算放大器 簡介 LM324 是四運(yùn)放集成電路， 經(jīng)過 考察 ，它 是由 14 腳雙列直插塑料封裝，如圖 24所示。 由與非門、與門組成的輸入控制，這些輸入電路，選通或鎖存狀態(tài) 2個(gè)寄存器的狀態(tài) ， 其原理框圖如圖 23所示。這個(gè)端口是 用 外部程序存儲(chǔ)器來 進(jìn)行取指期間，我 們規(guī)定每一個(gè) 機(jī)器周期兩次， PSEN才會(huì)有效。一般情況下，輸出不變的頻率周期正脈沖 signal由 ALE端產(chǎn)生，頻率 大概為 振蕩器頻率的 1/6。當(dāng)我們 把 P3口寫入“ 1”后，此時(shí)就 變成 高電平，可以作為 輸入 。 P1口： P1口是 8位雙向 I/O口，它的作用 是 內(nèi)部提供上拉電阻。在空閑模 式下， CPU雖然會(huì)暫停工作，但是 RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口以及外中斷系統(tǒng)可以繼續(xù)保持工作狀態(tài)，掉電模式凍結(jié)振蕩器將會(huì)為 系統(tǒng) 保存 RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它相關(guān)功能直到重新進(jìn)入 工作 狀態(tài)。 基于 51 單片機(jī) 的低頻信號(hào)發(fā)生器 的 設(shè)計(jì) 7 第二章 基本元器件及 軟件的介紹 單片機(jī) 簡介 AT89C51 單片機(jī) 是我們 經(jīng)常接觸的 一種單片機(jī) ，它是 帶有 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器，他 還具有 低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器 , 該種芯片具有很高的性價(jià)比 ，而且 集成度比較高 ， 控制功能也 相當(dāng) 強(qiáng)， 并且體積比較小 。 自己 搞不懂的地方，我們必須要虛心 求教 ，向別人咨詢和學(xué)習(xí)，畢竟一 個(gè)人 的力量 是 有限的。 模擬電路 是電子技術(shù) 的 基礎(chǔ)學(xué)科，它讓你 了解 什么是電阻、電感 電容 、 二極管 和三極管 、 場效應(yīng)管 、放大器等以及工作原理和在電路中的作用， 這些 都是 要學(xué)會(huì) 電子技術(shù)必須要掌握的基本知識(shí)。 不然 ，基礎(chǔ)不好，這個(gè)看不懂那個(gè)也 搞不清楚 ， 到后面 你就會(huì)學(xué)不動(dòng)，感覺什么都不會(huì)，而且不懂的知識(shí)容易積累起來，到時(shí)候再學(xué)就更難了。 單片機(jī) 的學(xué)習(xí)方法 基礎(chǔ) 的 理論知識(shí)包括 模擬電路 、 數(shù)字電路 以及 C 語言 相關(guān) 知識(shí)。 那個(gè) 階段推出的單片機(jī) 都 帶有串行I/O 口、多級(jí)中斷系統(tǒng) 以及 16 位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器， 容量增大 的單片機(jī)逐漸出現(xiàn)，且尋址范圍達(dá) 到了前所未有 的 64 KB，有的 單片機(jī) 內(nèi)還帶有 A／ D 轉(zhuǎn)換器。 第 1 階段（ 1974 年 1976 年）： 單片機(jī)最初 發(fā)展階段。 最高端的單片機(jī) 也不是很貴，都能在發(fā)展中運(yùn)用起來了。 隨著科學(xué)技術(shù) 的不斷發(fā)展， 16 位 的單片機(jī)開始出現(xiàn)在人們的 視野 中，但因?yàn)樾詢r(jià)比不 夠 理想并未得到 十分 廣泛的應(yīng)用。 在 工程、 工業(yè)、控制等 領(lǐng)域 ， 單片機(jī) 也發(fā)揮著舉足輕重的作用。 在 冰箱中，采用單片機(jī)的控制 可以識(shí)別食物 是什么品種 ， 食物目前的新鮮度 ， 這樣 在 儲(chǔ)存 食物以及食材時(shí)需要什么溫度，是冷藏還是冷凍 ， 可以根據(jù)食物以及食材的具體情況在冷凍和冷藏之間自由切換，而且比較 靈活 。 單片機(jī)的 應(yīng)用逐漸被大家重視，而 我們 日常 生活 中總是不經(jīng)意的就接觸到了 單片機(jī) ，表面上我們看不出來， 比如我們 經(jīng)常遇到的 紅綠燈 就是采用的單片機(jī)編程控制。 所以 單片機(jī)的應(yīng)用是非常重要的，尤其在當(dāng)今這個(gè)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展 的時(shí)代 。波形的頻率和幅度在一定的范圍內(nèi)可以采用一定 的調(diào)節(jié) 方式來改變，其設(shè)計(jì)相對簡單、性能比較優(yōu)良，可用于多種場所，具有一定的實(shí)用性。由于采用了運(yùn)算放大器，電路具有較高的穩(wěn)定性，各方面 的 性能也 很 高。 承諾人 (簽名 )： _____ ____ 日期： 20xx 年 月 日 摘 要 在科學(xué) 技術(shù)飛速發(fā)展 的 今天 ，數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)己經(jīng)深入到了工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育、軍事、醫(yī)療、等諸多領(lǐng)域以及我們生活中的任何角落，應(yīng)用 十分廣泛 。如若出現(xiàn)任何侵犯他人知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問題，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。它具有價(jià)格低、性能高并且在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作十分方便、體積較小、耗電也 很 少等特點(diǎn)。通過按鍵可產(chǎn)生方波、鋸齒波、正弦波等 波形 。使它具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)和獨(dú)有 的特 點(diǎn)，因此在許多領(lǐng)域中都得到了發(fā)展。 單片機(jī) 十分 廣泛 地 應(yīng)用于 工廠 需要的 儀器 和相關(guān)的儀表、 家庭 需要的一些電器、醫(yī)院 需要的相關(guān)設(shè)備、 國家航空航 天 需要的高精度的儀器、 以及一些 專門 領(lǐng)域 需要的各種高科技的 器材。 在洗衣機(jī) 中，單片機(jī)程序可以識(shí)別 衣物 的臟亂 程度 ，應(yīng)該用何種洗滌劑，用 時(shí) 多久 ，洗滌劑的 強(qiáng) 度 以及用量的多少，對生活提供了很多便利，人們不 再 為了 這些 瑣事 而 煩惱 。 這樣 就可以彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)條件的不足， 讓 醫(yī)療條件醫(yī)療設(shè)備都不好的地方也能生病了得到及時(shí)的治療，并且比較安全，所以單片機(jī)確實(shí)是給人們的生活、 醫(yī)療等 方面帶來了很多的方便 [9]。 設(shè)計(jì)發(fā)展的背景 單片機(jī) 第一次 出現(xiàn)在 1971 年， 在歷史上 經(jīng)歷了三大 比較重要 階段，早期的單片機(jī) 大多都 是 8 位或 4 位的 INTEL 的 8051 單片機(jī)無疑 是其中最成功的，后 來 在基于MCS51 系列 的 MCU 系統(tǒng)這一系統(tǒng) 單片機(jī) 成為單片機(jī)史上 的重要里程碑，一直到今天還有十分廣泛的應(yīng)用。而普通型號(hào) 的 單片機(jī)的間隔也變得十分低， 主要 是單片機(jī)的發(fā)展越來越快。 現(xiàn)代社會(huì) 一些移動(dòng)端或者 我們生活 的一些必須設(shè)備 能夠 直接使用專用的 Windows 或者 Linux 操作系統(tǒng) 上 。 從那以 后， 許多 公司的 8 位單片機(jī) 快速 的發(fā)展起來。目前， 除去 8 位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用 以 外， 16位單片機(jī)、 32 位單片機(jī)也得到廣大用戶的 喜愛 [8]。 單片機(jī) 是 數(shù)字電路 ，其 基本 概念、 相關(guān) 術(shù)語、硬件 的 結(jié)構(gòu)和 電路 原理都 來 自數(shù)字電路，如果數(shù)字電路 的 基礎(chǔ) 實(shí)在 ， 對 單片機(jī) 知識(shí) 理解起來就 會(huì) 相對簡單 ， 但是如果 基礎(chǔ)知識(shí) 沒學(xué)好的話就不是那么容易了 首先 要把自信心 建 立起來 但是 光有自信心也是不行的。 所以學(xué) 好 數(shù)字電路也是比較重要的。而且 ， 只是 靠苦學(xué)也是不行的，我們必須要學(xué)會(huì)思考， 探究 其中的原理，做到舉 一反三，否則花再多功夫都是徒勞的，只會(huì)讓自己找到挫敗感。 在學(xué)好單片機(jī) 之余，我們還要接觸單片機(jī)相關(guān)的設(shè)備，與單片機(jī)聯(lián)系很緊密的各種軟件或者硬件，只有結(jié)合其他外部設(shè)備單片機(jī) 才會(huì)有所用處，畢竟 單片 機(jī)只是 一個(gè)比較簡單的設(shè)備 ， 必須與其他設(shè)備結(jié)合起來才能發(fā)揮作用，才 能 為我們提供 各種 便利 [7]。而且， AT89S51設(shè)計(jì)和配置可通過軟件設(shè)置省電模式。在 FIASH編程的 過程中 ，原碼輸入口就是 PO口，接下來我們 再用 FIASH進(jìn)行檢驗(yàn)， P0此時(shí)就 會(huì) 輸出原碼，這個(gè)時(shí)候 P0外部將會(huì)被 拉高。 P3口： P3口也是 雙 向 I/O口，它有 8個(gè)內(nèi)部上拉電阻，它可用來接收輸出 4個(gè)門電流。引腳用于輸入編程脈沖在 FLASH進(jìn)行編程期間。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 上海 XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 DAC0832 芯片介紹 圖 12 DAC0832 芯片 管腳圖 基本介紹 DAC0832由 8 位 DAC 寄存器、轉(zhuǎn)換控制電路、 8 位輸入鎖存器并且 有很重要的8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器四部分構(gòu)成， 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片 ， 主機(jī)送來的數(shù)字量由 8 位輸入鎖存器保存 ， 緩沖、鎖存控制輸入信號(hào) ； 8 位 DAC 寄存器則是用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 ，這里 我們可以看到， 并加以控制 ； 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出模擬電流并且 與 數(shù)字量成正比的 。 (8) Vcc：芯片供電電壓，范圍為 (+5~ 15)V[3]。具有模擬 /數(shù)字電路仿真、外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、單片機(jī)仿真 以及 SPI 調(diào)試器、鍵盤、 I2C調(diào)試器、 LCD 系統(tǒng)仿真、 RS232 動(dòng)態(tài)仿真、的功能；在實(shí)際操作中 還利用許多虛擬儀器 ，如示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀等。我們 可以 按波形將其分為正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)、波形信號(hào)、和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。除此之外 ， 可以通過調(diào)整電流、電阻、電壓來分別地控制輸出頻率和占空比。它包括中央處理器 CPU、還有存儲(chǔ)器、寄存器以及 I/O 接口全部 都 集成在電路芯片中，這樣就構(gòu)成了完整的計(jì)算機(jī) 。 方案選擇： C8051F005 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，芯片成本高，而且不易控制，此時(shí)AT89S51 的優(yōu)點(diǎn) 就顯現(xiàn)出來了， 功能強(qiáng)大 ， 價(jià)格 比較低 ， 使用起來比較簡單， 易于控制 ， 所以我們選擇方案一 [5]。 (3)數(shù)字 信號(hào)的輸入類型 是用 鍵盤按鍵來控制的 ， 單片機(jī)讀取 按鍵 按下 的信息 并輸出該 信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 處理功能 。 0， 1是單片機(jī) 內(nèi)部運(yùn)行的主要代碼 ，由于只有 0， 1所以 產(chǎn)生的信號(hào)是離散信號(hào) 。 鍵盤 AT89S51 波形 指示 電源 A/D 轉(zhuǎn)換 基準(zhǔn)電壓 電流 /電壓轉(zhuǎn)換 輸出 上海 XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 信號(hào)發(fā)生器正弦波的頻率范圍： ~83HZ，方波的輸出頻率范圍：~。 如果在 仿真的時(shí)候，程序出現(xiàn)了差錯(cuò)就會(huì)導(dǎo)致波形產(chǎn)生比較大的誤差 [10]。而不需要 從頭到尾 進(jìn)行檢查。 uchar code tabsin[]={ 0x80,0x83,0x86,0x89,0x8D,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9C,0x9F,0xA2,0xA5,0xA8,0xAB,0xAE, 0xB1,0xB4,0xB7,0xBA,0xBC,0xBF,0xC2,0xC5,0xC7,0xCA,0xCC,0xCF,0xD1,0xD4,0xD6,0xD8, 開始 取表格 初值 R1← 00H 置 DAC0832 口 地址 4000H 查表格取 數(shù) 送 0832 R1+1→ R1 基于 51 單片機(jī) 的低頻信號(hào)發(fā)生器 的 設(shè)計(jì) 21 0xDA,0xDD,0xDF,0xE1,0xE3,0xE5,0xE7,0xE9,0xEA,0xEC,0xEE,0xEF,0xF1,0xF2,0xF4,0xF5, 0xF6,0xF7,0xF8,0xF9,0xFA,0xFB,0xFC,0xFD,0xFD,0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF, 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xFD,0xFD,0xFC,0xFB,0xFA,0xF9,0xF8,0xF7,0xF6, 0xF5,0xF4,0xF2,0xF1,0xEF,0xEE,0xEC,0xEA,0xE9,0xE7,0xE5,0xE3,0xE1,0xDF,0xDD,0xDA, 0xD8,0xD6,0xD4,0xD1,0xCF,0xCC,0xCA,0xC7,0xC5,0xC2,0xBF,0xBC,0xBA,0xB7,0xB4,0xB1, 0xAE,0xAB,0xA8,0xA5,0xA2,0x9F,0x9C,0x99,0x96,0x93,0x90,0x8D,0x89,0x86,0x83,0x80, 0x80,0x7C,0x79,0x76,0x72,0x6F,0x6C,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5D,0x5A,0x57,0x55,0x51,