【正文】 ........ 15 濾波電路設(shè)計 ........................................................................................................ 15 鍵盤控制模塊 ........................................................................................................ 16 LCD 顯示模塊 ........................................................................................................ 16 液晶顯示器顯示原理 .................................................................................... 16 1602LCD 引腳與時序 ................................................................................... 17 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ......................................................................................................... 20 5 軟件設(shè)計與調(diào)試 .......................................................................................................... 21 程序流程圖 ............................................................................................................ 21 軟件調(diào)試 ................................................................................................................. 22 keil 編程工具介紹 ......................................................................................... 22 STCISP 下載工具介紹 ................................................................................. 23 6 硬件電路制作 .............................................................................................................. 24 原理圖的繪制 ........................................................................................................ 24 電路實現(xiàn)的基本步驟 ............................................................................................ 24 硬件測試波形圖 .................................................................................................... 25 7 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 27 謝 辭 ................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 本設(shè)計采用單片機(jī)為核心處理器，利用鍵盤輸入信號的參數(shù)，控制 DDS 的AD9850 模塊產(chǎn)生信號，信號的參數(shù)在 LCD1602 上顯示，完成正弦信號和方波信號的輸出，用示波器輸出驗證。與傳統(tǒng)的頻率合成方法相比， DDS 合成信號具有頻率切換時間短、 頻率分辨率高、相位變化連續(xù)等諸多優(yōu)點。作為電子系統(tǒng)非常重要的組成部分的信號源，在很大程度上影響著系統(tǒng)的性能特點，因而常稱之為電子系統(tǒng)的測試信號源。 直接數(shù)字頻率合成器問世之初，構(gòu)成 DDS 元器件的速度的限制和數(shù)字化引起的噪聲這兩個主要缺點阻礙了 DDS 的發(fā)展與實際應(yīng)用。 DDS 芯片輸出的一般是數(shù)字化的正弦波，因此還需經(jīng)過高速 D/A 轉(zhuǎn)換器和低通濾波器才能得到一個可用的模擬頻率信號。近幾年間，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，直接數(shù)字頻率合成器（ Direct Digital Frequency Synthesis 簡稱 DDS 或 DDFS）得到了飛速的發(fā)展，它以有別于其它頻率合成方法的優(yōu)越性能和特點成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的 佼佼者。合成的信號波形形狀取決于波形 ROM 中存放的幅度碼，因此用DDS 可以產(chǎn)生任意波形。一個較快的正弦波可能會有 10 度的 Δ相位。 DDS 允許函數(shù)發(fā)生器的相位從一級到另一級連續(xù)變化。因此，只要 n足夠大， DDS 可以得到很細(xì)的頻率間隔。令相位加法器的字長為 N，當(dāng)相位控制字由 0 躍變到 P（ P≠0） 時，波形存儲器的輸入為相位累加器的輸出與相位控制字 P 之和，因而其輸出的幅度編碼相位會增加 P/2N，從而使最后輸出的信號產(chǎn)生相移。正弦幅度量化序列S(n)經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后變成了包絡(luò)為正弦波的階梯波 S(t)。 可見，通過上述變換不變量 K 將唯一的確定一個單頻率模擬余弦信號 )(tS ： M tKftS c?2cos)( ? （ 29） 該信號的頻率為： MKff c?0 （ 210） 公式（ 210）就是直接數(shù)字頻率合成（ DDS）的方程式，在實際的 DDS 中 ，一般取 NM 2? ，于是 DDS 方程就可以寫成： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 7 NcKff 20 ? （ 211） 根據(jù)公式（ 2－ 11）可知，要得到不同的頻率只要通過改變 K 的具體數(shù)值就可以了，而且還可以得到 DDS 的最小頻率分辨率（最小頻率間隔）為當(dāng) 1?K 時的輸出頻率： Ncresff 2? （ 212） 可見當(dāng)參考頻率 cf 始終一定時，其分辨率由相位累加器的位數(shù) N 決定，若取MHzfc 100? ， 32?N ，則 Hzfres ? ，即分辨率可以達(dá)到 ，這也是最低的合成頻率，輸出頻率的高精度 DDS 的一大優(yōu)點。 系統(tǒng)構(gòu)成如下圖 31 所示。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入 （ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入 （ ） ，在 flash編程和校驗時 ， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。片外石英晶體或者陶瓷諧振器及電容 C C2 接在放大器的反饋回路 中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 AD9850 采用先進(jìn)的 CMOS工藝 ,其功耗在 155mW,擴(kuò)展工業(yè)級溫度范圍為－ 40～ 80℃ ,采用 28腳 SSOP 表面封裝形式。~360176。其系統(tǒng)功能如圖 411 所示。或這些值的組合進(jìn)行調(diào)整 [6]。 單片機(jī)與 AD9850 的接口 AD9850有兩種與微機(jī)并行打印口相連的評估版 ,并配有 Windows下運(yùn)行的軟件 ,可以作為應(yīng)用參考 ,但運(yùn)用單片機(jī)實現(xiàn)對 DDS 的控制與微機(jī)實現(xiàn)的控制相比 ,具有編程控制簡便、接口簡單、成本低 ,容易實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化等優(yōu)點 ,因此普遍采用 MCS51單片機(jī)作為控制核心來向 AD9850 發(fā)送控制字。比較起來，橢圓濾波器性能更好，本設(shè)計中采用的是橢圓濾波器 [10]。 字符的顯示：用 LCD 顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由 6 8 或 8 8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點亮，為“ 0”的不亮。 第 2 腳： VDD 接 5V正電源。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C ：高電平時顯示移動的文字，低電平時移動光標(biāo) 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時為雙行顯示， F：低電平時顯示 5X7 的點陣字符，高電平時顯示 5X10 的顯示字符。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 程序流程圖如下： 圖 51 程序流程圖 DDS 的時鐘頻率很高，對周圍電路有一定影響 ，在電路中 采取了一些抗干擾措施，如：引線盡量短，減少 交叉，每個芯片的電源與地之間都解憂去耦電容，數(shù)字地與模擬地分開。 Keil使用 “工程 ”（ Project）的概念，對工程（而不能對單一的源程序）進(jìn)行編譯 /匯編、連接等操作。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 23 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 原理圖的繪制 1) 創(chuàng)建一個新的設(shè)計文件管理庫 執(zhí)行 FILE|NEW 命令新建一個管理數(shù)據(jù)庫文件，選擇 SCHEMATIC DOCUMENT 圖標(biāo)，單擊 OK。 4)程序的 燒錄和 調(diào)試 。 通過本次設(shè)計 實踐，不僅豐富了我的知識還開闊了我的視野。 ：先檢查硬件電路是否準(zhǔn)確無誤的連接好，然后檢查硬件電路的最小系統(tǒng)是否正常工作，接著編寫一些測試程序去檢測電路中各個芯片是否正常工作，最后再調(diào)試程序。 、特點及其應(yīng)用。 圖 63 方波波形圖 圖 64 失真的 方波波形圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 27 7 結(jié) 論 在本設(shè)計過程中，我 翻閱了 大量的相關(guān)書籍及資料，不僅從中收獲了相關(guān)的專業(yè)知識，還掌握了很多高效的學(xué)習(xí)方法。 4) 修改元件參數(shù) 5) 保存原理圖 電路實現(xiàn)的基本步驟 1)單片機(jī)方案設(shè)計 。 軟件界面如圖 52 所示： 圖 52 軟件界面 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 24 6 硬件電路制作 本次論文設(shè)計的原理圖繪制和 PCB制作所采用的軟件是 Protel99SE。加入文件后點 “close”返回主界面，展開 “Source Group1”前面 “+”號，就會看到所加入的文件，雙擊文件名， 即可打開該源程序文件。 keil 編程工具介紹 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā) 展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件。PCF8591 具有 4 個模擬輸入、 1 個模擬輸出和 1 個串行 I2C 總線接口。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 20 的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。（說明 1 為高電平， 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 指令 3：光標(biāo)和顯示位置設(shè)置 I/D，光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無效。當(dāng)RS 和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 1602LCD 引腳與時序 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。1602 型 LCD 顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。常用的濾波器的頻率響應(yīng)有三種 :巴特沃斯型 （ Butterworth） ，切比雪夫型 (Che