【正文】 或 EXF2 產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標志位。10F?！　≡诘綦娔Ｊ较?，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結?！　?． 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。Ready/Busy：字節(jié)編程的進度可通過“RDY/BSY 輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE 變?yōu)楦唠娖健癏”后，（RDY/BSY）端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)） 。低頻信號發(fā)生器的原理：系統(tǒng)包括主振級、主振輸出調(diào)節(jié)電位器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器（輸出變壓器）和指示電壓表。制作時，市電 220V 的正弦波，應經(jīng)變壓器隔離降壓（1～）處理后，輸入到電路的輸入端，以保安全。輸出信號頻率通常可按十進位數(shù)字選擇，最高能達 11 位數(shù)字的極高分辨力。頻率范圍可從幾毫赫甚至幾微赫的超低頻直到幾十兆赫。脈沖發(fā)生器主要由主控振蕩器、延時級、脈沖形成級、輸出級和衰減器等組成。例如，用白噪聲作為輸入信號而測出網(wǎng)絡的輸出信號與輸入信號的互相關函數(shù)，便可得到這一網(wǎng)絡的沖激響應函數(shù)。尤其是在電子工程、通信工程、自動控制、遙測控制、測量儀器、儀表和計算機等技術領域，經(jīng)常需要用到各種各樣的信號波形發(fā)生器，而各種波形曲線均可以用j角函數(shù)方程式來表示．能夠產(chǎn)生多種波形，如i角波、鋸齒波、矩形波(含方波)、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。 研究內(nèi)容本文是做基于單片機的信號發(fā)生器的設計，將采用編程的方法來實現(xiàn)三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波的發(fā)生。鑒于方案一的信號頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達標等缺點，所以決定采用方案三的設計方法。??如果單片機的晶振為 12MHz，采用定時器方式 0，則定時器的初值為： X=213— T/Tmec () 定時時間常數(shù)為： TL =（8192— T）/MOD256 ()?TH=(8192 T)/256 ()MOD32 表示除 32 取余數(shù)（3）正弦波的模擬信號是 D/A 轉換器的模擬量輸出，其計算公式為： Y=（A/2sin t）+A/2 (其中 A=VREF) ()? t=N T (N=1~256) ()那么對應著存放在計算機里的這一點的數(shù)據(jù)為： （） （4）一個周期被分離成 256 個點，對應的四種波形的 256 個數(shù)據(jù)存放在以 TAB1TAB4 為起始地址的存儲器中。 主控電路 AT89C52 單處機內(nèi)部設置兩個 16 位可編程的定時器/計數(shù)器 T0 和 T1，它們具有計數(shù)器方式和定時器方式兩種工作方式及 4 種工作模式。如果有信號輸出，則在寫控制端產(chǎn)生一個寫信號，并將所要輸出的信號通過 8155 的 PB 口輸出，并在數(shù)碼管上顯示出來 。其中“S0”號鍵代表方波輸出， “S1”號鍵代表正弦波輸出， “S2”號鍵代表三角波輸出。 圖 LED 顯示電路204 軟件設計 程序流程圖本文中子程序的調(diào) 用是通過按鍵的選擇來實現(xiàn)，在取得按鍵相應 的鍵值后，啟動計時器和相應的中斷服務程序， 再直接查詢程序中預先設置的數(shù)據(jù)值，通過轉 換輸出相應的電壓，從而形成所需的各種波形?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C課程設計，我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在好幾個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識?；蛘呶覀兛梢岳酶木鹊?A/D，例如 12 位的 A/D，來提高輸出波形的質(zhì)量。問題 2：與采用單片函數(shù)發(fā)生器和鎖相式頻率合成器相比，采用單片機編程的方法有哪些可取之處？ 答：首先，采用單片函數(shù)發(fā)生器（如 8038） ，8038 可同時產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡單易行，用 D/A 轉換器的輸出來改變調(diào)制電壓，也可以實現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號的頻率穩(wěn)定度不高。 在學習和科研工作中潘老師不僅對我嚴格要求、循循善誘、悉心幫助，還特別注重了基礎理論和方法的指導。同時，在潘超老師那里我學得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！由于時間和條件的限制，本系統(tǒng)也存在一些不足之處，可在今后的工作中改進。如圖所示，在中斷服務子程序開始后，通過判斷來確定各種波形的輸出，當判斷選擇的不是方波后，則轉向?qū)φ也ǖ呐袛啵绱朔磸?。由于頻率較大時，三角波、正弦波、鋸齒波中每一點的延時時間為幾微秒，故延時時間還要加上指令時間才能獲得較大的頻率波形 [9]。DAC0832 是電流型輸出，在應用時外接運放使之成為電壓型輸出。當中央處理器 CPU正在處理某件事的時候外界發(fā)生了緊急事件，要求 CPU 暫停當前的工作，轉而去處理這個緊急事件。 （3）利用兩片 DAC0832 實現(xiàn)幅度可調(diào)的信號源， （其中一片用來調(diào)節(jié)幅度，另外一片用來實現(xiàn)信號源的輸出） 。1489C52 是整個波形發(fā)生器的核心部分，通過程序的編寫和執(zhí)行，產(chǎn)生各種各樣的信號，并從鍵盤接收數(shù)據(jù)，進行各種功能的轉換和信號幅度的調(diào)節(jié)。方案二：采用鎖相式頻率合成器，利用鎖相環(huán)，將壓控振蕩器（VCO）的輸出頻率鎖定在所需頻率上，該方案性能良好，但難以達到輸出頻率覆蓋系數(shù)的要求，且電路復雜。而目前廣泛使用的是一些標準產(chǎn)品，雖然功能齊全，性能制表較高，但是價格較貴，而且許多功能卻用不上。二進碼信號還能提供相關測量中所需的時間延遲。 　　 噪聲信號發(fā)生器 完全隨機性信號是在工作頻帶內(nèi)具有均勻頻譜的白噪聲。將三角波另行加到由很多不同偏置二極管組成的整形網(wǎng)絡，形成許多不同斜度的折線段，便可形成正弦波。這種合成器的最高頻率可達 吉赫。 低頻信號發(fā)生器包括音頻（200～20210 赫）和視頻 （1 赫～10 兆赫）范圍的正弦波發(fā)生器。當輸入端輸入小信號正弦波時，該信號分兩路傳輸，其一路徑 CDDC2 回路，完成整流倍壓功能，給 CD4096 提供工作電源；另一路徑電容 C3 耦合，進入 CD4096 的一個反相器的輸入端，完成信號放大功能（反相器在小信號工作時，可作放大器用） 。 信號發(fā)生器的工作原理 信號發(fā)生器用來產(chǎn)生頻率為 20Hz～200kHz 的正弦信號（低頻） 。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為 。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用 EPROM 編程器兼容。8 在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 自身處于睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路。這些中斷源可通過分別設置專用寄存器 IE 的置位或清 0 來控制每一個中斷的允許或禁止。 引腳除了是一個標準的 I/O 口外，還可以通過編程使其作為定時/計數(shù)器 2 的外部時鐘輸入和輸出占空比 50%的時鐘脈沖。在波特率發(fā)生器工作方式中，TH2 翻轉不能使 TF2 置位，故而不產(chǎn)生中斷。如果定時/計數(shù)器 2 作為發(fā)送器或接收器，其發(fā)送和接收的波特率可以是不同的，定時器 1 用于其它功能，如圖 7 所示。這個脈沖使 EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷。定時/計數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON，寄存器對（RCAO2H、RCAP2L）是定時器2 在 16 位捕獲方式或 16 位自動重裝載方式下的捕獲/自動重裝載寄存器。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。其最明顯的優(yōu)勢就是可以嵌入到各種儀器、設備中，這是其他計算機和網(wǎng)絡都無法做到的。不論是在生產(chǎn)、科研還是教學上，信號發(fā)生器都是電子工程師信號仿真實驗的最佳工具，而且，信號發(fā)生器的設計方法多，設計技術也越來越先進。研究函數(shù)信號發(fā)生器的設計方法，克服傳統(tǒng)方法的缺點，以更好的方法設計出比較復雜的調(diào)頻、調(diào)幅功能的信號發(fā)生器。 單片機概述 AT89C52 是 51 系列單片機的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。VCC（40 腳）和 VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V 電源的正負端。 數(shù)據(jù)存儲器　　 AT89C52 有 256 個字節(jié)的內(nèi)部 RAM，80HFFH 高 128 個字節(jié)與特殊功能寄存器（SFR）地址是重疊的，也就是高 128 字節(jié)的 RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開的。定時器 2 的中斷入口地址是：002BH ——0032H 。若 RCLK 和 TCLK 置位，則定時器 2 工作于波特率發(fā)生器方式。但若 EXEN2 置位，且 T2EX 端產(chǎn)生由 1 至 0 的負跳變，則會使 EXF2 置位，此時并不能將（RCAP2H，RCAP2L）的內(nèi)容重新裝入 TH2 和 TL2 中。當時鐘振蕩頻率為 16MHz 時，輸出時鐘頻率范圍為 61Hz—4MHz。IE 也有一個總禁止位 EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 CC2 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。此時，同時將片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結。　　AT89C52 單片機中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式，用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。重復 1—5 步驟，改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結束。除具有電壓輸出外，有的還有功率輸出。該放大信號經(jīng)后級的門電路處理，變換成方波后經(jīng) CD4096 的 110 腳輸出。主振級一般用 RC 式振蕩器，也可用差頻振蕩器。高穩(wěn)定度和高分辨力的頻率合成器，配上多種調(diào)制功能（調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相） ，加上放大、穩(wěn)幅和衰減等電路，便構成一種新型的高性能、可程控的合成式信號發(fā)生器，還可作為鎖相式掃頻發(fā)生器。另一種構成方式是用頻率合成器產(chǎn)生正弦波，再對它多次放大、削波而形成方波，再將方波積分成三角波和正、負斜率的鋸齒波等。常用的白噪聲發(fā)生器主要有：工作于 1000 兆赫以下同軸線系統(tǒng)的飽和二極管式白噪聲發(fā)生器；用于微波波導系統(tǒng)的氣體放電管式白噪聲發(fā)生器；利用晶體二極管反向電流中噪聲的固態(tài)噪聲源（可工作在 18 吉赫以下整個頻段內(nèi)）等。偽隨機編碼信號發(fā)生器由帶有反饋環(huán)路的 n 級移位寄存器組成，所產(chǎn)生的碼長為 N＝21。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。方案三：采用單片機編程的方法來實現(xiàn)。當數(shù)字信號經(jīng)過接口電路到達轉換電路，將其轉換成模擬信號也就是所需要的輸出波形。 （4）頻率范圍：10~1000Hz 。在波形發(fā)生器中，只用到片內(nèi)定時器／計數(shù)器溢出時產(chǎn)生的中斷請求，即是在 AT89C52 輸出一個波形采樣點信號后，接著啟動定時器，在定時器未產(chǎn)生中斷之前，AT89C51 等待，直到定時器計時結束，產(chǎn)生中斷請求，AT89C52 響應中斷，接著輸出下一個采樣點信號，如此循環(huán)產(chǎn)生所需要的信號波形 [6]。由圖 可知，DAC0832 的片選地址為 7FFFH，當 P25 有效時，若 P0 口向其送的數(shù)據(jù)為 00H， 則 U1 的輸出電壓為 0V。 圖 時鐘電路19 顯示電路顯示電路是用來顯示波形信號的頻率，使得整個系統(tǒng)更加合理，從經(jīng)濟的角度出發(fā)，所以顯示器件采用 LED 數(shù)碼管顯示器。如果選擇的是方波，則用查表的方法求出相應的數(shù)據(jù)，并通過 D/A 轉換器將數(shù)據(jù)轉換成模擬信號，形成所需波形信號。(1)本系統(tǒng)的核心控制芯片單片機，由于單片機本身的晶振頻率為 ，因此得頻率的調(diào)節(jié)范圍僅在 1∽1000Hz，僅適用于低頻信號源的電路當中，對于超過 1000Hz 就無法滿足了。導師淵博的學識、嚴謹踏實的治學態(tài)度、實事求是勤奮刻苦的科研作風以及對問題的獨到見解和洞察力給我留下了深刻的印象，我將受益終身！在此， 向潘老師表示深深的謝意，并致以崇高的敬禮！ 感謝潘老師在帶自己的學生上課已經(jīng)很忙的情況下，依然抽出時間來關心我的學習和生活，指導我的科研。 感謝所有在我求學過程中關心和幫助過我的人！感謝百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、 教授 ！ 謝謝大家！ 參考文獻[1] AT89C52 實現(xiàn)的多種波形發(fā)生器的設計[J].周口師范學院學報，31(5)：57～58.[2] [M].北京：清華大學出版社，～364.[3] [M].北京：北京航空航天大學出版社，～264.[4