【正文】 儲(chǔ)長(zhǎng)度 )波形數(shù)據(jù)，垂直分辨率為 8bit，主要用于振動(dòng)、醫(yī)療、材料等領(lǐng)域的第一代高性能信號(hào)源，經(jīng)過(guò)將近 30 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，波形發(fā)生器的性能有了飛速的提高。同時(shí)可以利用一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)方程輸入方式，復(fù)雜的波形可以由幾個(gè)比較簡(jiǎn)單的公式復(fù)合成 v=f(t)形式的波形方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式產(chǎn)生。不過(guò)現(xiàn)在新的臺(tái)式儀器的形態(tài)和幾年前己有很大不同。 3 目前，市場(chǎng)上的 信號(hào) 發(fā)生器多種多樣，一般按頻帶分為以下幾種：超高頻：頻率 在 1MHz 以上，可達(dá)幾十兆赫茲?；谝陨嫌猛?，本次畢業(yè)論文要設(shè)計(jì)一個(gè)低頻信號(hào)源，用單片機(jī) ， 加上一片 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 ， 就可以做成一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器 ， 其頻率可以由單片機(jī)通過(guò)程序控制。 第 2 章：分析概括幾種設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總原理圖，分模塊介紹系統(tǒng)的硬件電路連接和各部分相應(yīng)的硬件功能。各種波形共有的指標(biāo)有：波形的頻率、幅度要求 、 頻率穩(wěn)定度 、 準(zhǔn)確度等。純硬件 法中，正弦波的設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)方法也比較多，電路形式一般有 LC、 RC 和石英晶體振蕩器三類(lèi)。 5 . 方案二 波形 發(fā)生器 設(shè)計(jì)的純軟件法波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)還可以采用純軟件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件法的缺點(diǎn)是波形的響應(yīng)速度和精 度遜色于硬件法。純軟件法主要適用于對(duì)波形精度、響應(yīng)速度要求不是很高的場(chǎng)合。第二種是單級(jí)緩沖器型，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入寄存器直接送入 DAC 寄存器，然后送 D/A轉(zhuǎn)換電路。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 中 由于對(duì)手動(dòng)復(fù)位的要求不大，故采用了 上電 自動(dòng)復(fù)位電路。 6. 5 個(gè)中 斷源的中斷管理控制系統(tǒng)。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào) 。 89C51 的 P0、 P PP3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。但在訪問(wèn)外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成。 CPU 執(zhí)行指令時(shí)，由程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送如指令寄存器，經(jīng)指令譯碼器譯碼后由定時(shí)有控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能。其中帶＊號(hào)的可位尋址。分辨率是指最小輸出電壓（對(duì)應(yīng)于 輸入數(shù)字量最低位增 1所引起的輸出電壓增量）和最大輸出電壓（對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量所有有效位全為 1 時(shí)的輸出電壓）之比，例如，4 位 DAC 的分辨率為 1/(241)=1/15=%（分辨率也常用百分比來(lái)表示）。它和標(biāo)準(zhǔn)電源的精度、權(quán)電阻的精度有關(guān)。5mV；若相對(duì)轉(zhuǎn)換精度為 177。轉(zhuǎn)換速率實(shí)際是由建立時(shí)間來(lái)反映的。因?yàn)橛袃杉?jí)鎖存器， DAC0832可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模擬信號(hào)的同時(shí)采集下一個(gè)數(shù)字量，這樣能有效地提高轉(zhuǎn)換速度。 WR2——寫(xiě)信號(hào) 2，將鎖存在輸入寄存器中的資料送到 DAC 寄存器中進(jìn)行鎖存（此時(shí)，傳輸控制信號(hào)必須有效）低有效。 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(yùn)算放大器的輸出端 。 AGND——模擬地，即模擬電路接地端 。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。 圖 27 AT89S51 與 DAC0832 連接電路 . 電流轉(zhuǎn)換模塊 DAC0832 輸出的是電流信號(hào)，我 們需要的輸出是電壓信號(hào)，經(jīng)第一級(jí)運(yùn)放后可以輸出50V的信號(hào)，加入第二級(jí)運(yùn)放后可以輸出 5V5V。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 18 圖 211 電壓調(diào)節(jié)模塊 . 波形轉(zhuǎn)換和頻率調(diào)節(jié)模塊 圖 212 波形轉(zhuǎn)換和頻率調(diào)節(jié)模塊 通 過(guò)控制 ABCD 四個(gè)按鍵控制波形的改變，通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)字控制頻率改變。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 圖 215 頻率顯示模塊 21 . 電路原理圖 圖 216 硬件原理圖 圖中左上角為波形轉(zhuǎn)換模塊，與 P1 口相連。 圖 31 系統(tǒng)主流程圖 鍵盤(pán)掃描子程序 開(kāi)始 初始化 計(jì)數(shù)時(shí)間到輸出規(guī)定值 否 改變計(jì) 數(shù)初值或者波形 是否有鍵改變？ 是 顯示子程序 23 N N N Y N N N N N N Y . 各功能模塊子程序 低頻 信號(hào)源信號(hào)的產(chǎn)生程序主要分以下幾個(gè)模塊： 1. 初始化程序：主要完成電路剛上電的時(shí)候電路工作狀態(tài)設(shè)置及一些準(zhǔn)備工作； 2. 顯示子程序 : 圖 32 顯示子程序流程圖 3. 鍵盤(pán)掃描子程序： 鍵掃描子程序 第一列有鍵按下？ 第二列有鍵按下？ 第三列有鍵按下？ 第四列有鍵按下？ 第一行按下？ 第二行按下？ 第三行按下？ 第四行按下？ 賦值 主程序 第四列四行按下 ？ 圖 33 鍵盤(pán)掃描程序 24 4. 波形產(chǎn)生子程序：波形產(chǎn)生程序分三個(gè)波形，即方波，三角波，正弦波 [11]。 新建一個(gè)文件，將寫(xiě)好的代碼復(fù)制進(jìn)去，保存為 *.asm格式。 32 5. 總結(jié) 本文主要研究了以 AT89S51 單片機(jī)為主要控制器件的低頻信號(hào)源的設(shè)計(jì)，包括 LED 顯示， DA轉(zhuǎn)換，輸出電流轉(zhuǎn)電壓， 4*4 鍵盤(pán)調(diào)節(jié)。 33 34 參考文獻(xiàn) [1] 俆煜明，韓雁 . 單片機(jī)與案例及接口技術(shù) [M]．北京 :電子工業(yè)出版社 , 2021:1518. 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[12] Lam K H， Tsui C Y． Low Power 2D array VLSI Architecture for Block Matching Motion Estimation Using Computation Suspension[J].Signal Processing Systems． 2021， 6： 60—69． 35 附錄 1 程序清單 ORG 000BH LJMP TIME ORG 0030H MAIN: BUF EQU 33H THOD EQU 34H TLOD EQU 35H NUM EQU 36H FLAG1 BIT 01H FLAG2 BIT 02H FLAG3 BIT 03H FLAG4 BIT 05H FLAG BIT 04H JISHU EQU 4AH JISHU2 EQU 4BH MOV A,02H MOV JISHU,A MOV A,00H MOV JISHU2,A MOV 48H,A MOV A,0FCH SETB FLAG MOV THOD,A MOV TLOD,A MOV SP,60H MOV BUF,01H MOV BUF1,02H 36 MOV BUF2,03H MOV BUF3,04H MOV TMOD,01H MOV R3,4。 AJMP PINLV LJMP DK K3: CJNE A,07H,K4 MOV R2,4。6 按下 LJMP PINLV LJMP DK K10: CJNE A,0BH,K11 MOV R2,3。0 按下 LJMP PINLV K8: NOP LJMP DK SW2: MOV P1,0FFH CLR MOV A,P1 ANL A,0FH XRL A,0FH JZ SW3 LCALL DELAY10 MOV A,P1 ANL A,0FH XRL A,0FH JZ SW3 MOV A,P1 ANL A,0FH CJNE A,0EH,K9 MOV R2,9?！?按下 ” AJMP PINLV K1: CJNE A,0DH,K2 37 MOV R2,4。 在這個(gè)系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)上，這個(gè)系統(tǒng) 還不能夠完成 真正 意義上的頻率調(diào)節(jié)，而是針對(duì)周期的，因?yàn)橛?jì)算 TH0TL0 的算法太過(guò)復(fù)雜，輸入頻率后無(wú)法通過(guò)除法計(jì)算出定時(shí)初值。 28 圖 44 仿真器設(shè)置 點(diǎn)擊 全速執(zhí)行， 觀察寄存器窗口，發(fā)現(xiàn)調(diào)試過(guò)程中的錯(cuò)誤 圖 45 寄存器窗口 執(zhí) 行 過(guò) 程 開(kāi) 始 ， 會(huì) 顯 示 初 始 頻 率 值 1234 ， 如 圖 所 示 29 圖 46 顯示初始頻率 按鍵盤(pán)上的數(shù)字改變當(dāng)前頻率值。它之所以具有這種功能，實(shí)際上它有兩塊程序 flash區(qū)，其中一塊 flash中運(yùn)行的程序可以更改另外的一塊程序 flash區(qū)中的程序，正是利用這一特性才用它作成了仿真器，我們把 仿真器的監(jiān)控程序事先燒入SST89C51，監(jiān)控程序通過(guò) SST89C51 的串口和 PC通訊，當(dāng)使用 KEIL UVISION3 的 IDE 環(huán)境仿真時(shí)，用戶的程序通過(guò)串口被監(jiān)控程序?qū)懭?flash 程序區(qū)中，當(dāng)用戶設(shè)置斷點(diǎn)等操作仿真程序時(shí)， flash 程序中的用戶程序也在相應(yīng)的更改，從而實(shí)現(xiàn)了仿真功能。 22 3. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) . 主流程圖 系統(tǒng)接通電源后上電自動(dòng)復(fù)位，然后需要完成初始化工作， 主要完成 電路剛上電的時(shí)候電路工作狀態(tài)設(shè)置及一些準(zhǔn)備工作，然后單片機(jī)會(huì)不斷掃描鍵盤(pán)是否按下，顯示程序會(huì)先顯示一個(gè)已經(jīng)賦值好的數(shù)字默認(rèn)為 1234，如果掃描到有鍵盤(pán)值 ABCD 按下就會(huì)開(kāi)始輸出相應(yīng)的波形，如果掃描到有數(shù)字鍵按下則會(huì)改變七段數(shù)碼管的顯示數(shù)字，并且在輸入四個(gè)數(shù)字后計(jì)算計(jì)數(shù)器的初值 TH0， TLO 并重新賦值。由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力有限，故需要添加三極管另作驅(qū)動(dòng)。共陽(yáng)數(shù)碼管是指