【正文】 MOVC A， A+DPTR ；查表 CPL A ；取反 第 39 頁 共 48 頁 MOV DPTR， 0FFFEH ； IC4 地址送 DPTR MOVX DPTR， A SINLP8： JNB TF0， SINLP8 ；由定時(shí)器控制頻率 CLR TF0 DEC R0 CJNE R0， 00H， SINLP7 ；第四象限輸出完了嗎？ SJMP SINWAV ；輸出下一個(gè)周期 SINTAB： DB 7FH， 89H， 94H， 9FH， 0AAH， 0B4H， 0BEH， 0C8H， 0D1H，0D9H DB 0E0H， 0E7H， 0EDH， 0F2H， 0F7H， 0FAH， 0FCH， 0FEH，0FFH BOXWAV： MOV DPTR， 0FFFEH ； IC4 地址送 DPTR BOXLP1： MOV A， 0FFH ；高脈沖 MOVX DPTR， A ；輸出數(shù)據(jù)給 D/A BOXLP2： JNB TF0， BOXLP2 ；由定時(shí)器控制頻率 CLR TF0 MOV A， 00H 。 系統(tǒng)試運(yùn)行及性能測試 將調(diào)試好程序的目標(biāo)代 碼，通過編程器寫入 AT89C51 中，并將 AT89C51 插入用戶板上，接通電源，顯示器上應(yīng)顯示“ 12345678”這 8 個(gè)數(shù)字。經(jīng)過修改后再進(jìn)行匯編，若這時(shí)提示匯編成功，保存目標(biāo)文件，則說明源程序的指令使用沒有錯(cuò)誤。 本顯示器由 8 個(gè) 7 段 LED 組成。若有鍵按下則對(duì)鍵盤進(jìn)行“逐行掃描”，第 30 頁 共 48 頁 進(jìn)行鍵譯碼，并將該鍵的鍵碼讀出來，然后按各命令鍵轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序進(jìn)行處理。鋸齒波的產(chǎn)生，只要從 00H 開始，每隔一定時(shí)間加 1開始 ，在歷史上 00H 到 0FFH 之間循環(huán)輸出 D/A 轉(zhuǎn)換器 IC4 即可。 4． 2 編程語言的選擇 作者選擇的是匯編語言，用助記符和標(biāo)號(hào)地址編寫的程序稱為匯編語言源程序，其作用相當(dāng)于人們直接用指令的機(jī)器碼以及指令地址編寫程序。測試所有 16個(gè)鍵都有效，則說明該鍵盤擴(kuò)展電路正確。 2）單元電路調(diào)試 ①單片機(jī)最小系統(tǒng)調(diào)試 第 21 頁 共 48 頁 按照前面設(shè)計(jì)的單片機(jī)最小系統(tǒng)和電源，焊接并插上相應(yīng)的元器件，連好線 ，檢查正確無誤后，接上電源，用示波器測試單片機(jī)的時(shí)鐘波形。由于信號(hào)從 D/A 轉(zhuǎn)換器出來的模擬信號(hào)量是比較微弱的，因而需要對(duì)所得到的信號(hào)量進(jìn)行放大 3． 11 單元電路調(diào)試 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過方案論證、硬件設(shè)計(jì)、印刷版的布局、加工和焊接包括軟件的編制，通常不可能一次成功，不可避免地要出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，這就要靠調(diào)試來解決。其電路圖 10所示 。鍵盤所使用的按鍵一般都是具有一對(duì)常開觸點(diǎn)的按鍵開關(guān)，平時(shí)不按鍵時(shí)，觸點(diǎn)處于斷開（開路）狀態(tài)，當(dāng)按下按鍵時(shí)，觸點(diǎn)才處于閉合 （短路）狀態(tài)，而當(dāng)按鍵被松開后，觸點(diǎn)又處于斷開狀態(tài)。 單片機(jī)的晶振電路是一種典型電路，晶振頻率一般選擇在 4MHz— 12MHz 之間，外接兩個(gè)晶振電容，該電容的典型值為 30pf。濾波電路將脈動(dòng)的直流電壓的紋波濾除后得到平滑的直流電壓。本課題根據(jù)實(shí)際要求選擇 IC3 為單極性輸出和 IC4 為 雙極性電壓輸出。 DAC0832 可工作在三種不同的工作模式 直通方式 當(dāng)轉(zhuǎn)換器的實(shí)際連接中，要注意區(qū)分“模擬地”和“數(shù)字地”的連接，為了避免信號(hào)串?dāng)_，數(shù) ILE 接高電平， /CS、 /WR /WR2 和 /Xfer 都接數(shù)字地時(shí)， DAC處于直通方式， 8位數(shù)字量一旦到達(dá) D0~D7 輸出端，就立即加到 D/A 轉(zhuǎn)換器，被轉(zhuǎn)換成模擬量。 DAC0832 的 工作原理 當(dāng)輸入鎖存信號(hào) ILE 為高電平時(shí)，而 與 同時(shí)為低電平時(shí)，由圖 104可知 =1，輸入鎖存器的內(nèi)容隨數(shù)據(jù)總線 DI0~DI7 而變化。 RFB ：反饋 信號(hào)輸入線 ， 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，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間 。 圖 3 DAC0832 的外部圖形 DI0～ DI7 ： 8位的數(shù)據(jù)輸入端， TTL 電平， DI7為最高位。 3． 4 波形輸出電路 DAC0832 引腳介紹 DAC 芯片的型號(hào)很多，它們?cè)趦r(jià)格、精度和速度上有很大的差別。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 第 11 頁 共 48 頁 ? /EA/VPP：外部訪問允許。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 引腳功能說明 ? VCC：供電電壓。 美國 ATMEL 公司率先將 Flash 存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用于單片機(jī)產(chǎn)品中，推出了 AT89系列單片機(jī)，在全球電子業(yè)內(nèi)引起了巨大的反響。 3． 2 本設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)的要求 從 1976 年 9月 Intel 公司推出 MCS48系列單片機(jī)以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，世界上一些著名的器件公司如 Atmel 公司、 Motorola 公司、 Zilog 公司等也競相推出新產(chǎn)品。 鍵 盤 單片機(jī) 顯示器 運(yùn)算放大 D/A 轉(zhuǎn)換 D/A 轉(zhuǎn)換 運(yùn)算放大 第 7 頁 共 48 頁 3 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì) 在整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，最為關(guān)鍵的部分為數(shù)據(jù)的處理，選擇一個(gè)合適的處理芯片是極為重要的，而處理芯片的選擇與軟件的設(shè)計(jì)休戚相關(guān)，軟件的可行 與否 和設(shè)計(jì)思路直接 與 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和資源有關(guān)。通過按鍵由用戶選擇要輸出的波形，按鍵選擇占用 P10— P17 口，采用獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu)。等分為若干點(diǎn)，計(jì)算出各點(diǎn)的正弦函數(shù)值，并轉(zhuǎn)化相應(yīng)的 D／Ａ轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)值，這樣得到一個(gè)正弦函數(shù)表。最后說明了本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。目前我國已經(jīng)開始研制波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。這些新一代臺(tái)式儀器具有多種特征，可以執(zhí)行多種功能。各種計(jì)算機(jī)語言的飛速發(fā)展也推動(dòng)了任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)的發(fā)展。 HP8770A 實(shí)際上也只能產(chǎn)生 8 種波形，而且價(jià)格昂貴。如此，周而復(fù)始，就可以從 DAC 輸出端獲得一個(gè)正向的階梯波。同時(shí)還出現(xiàn)了可用來測量 脈沖電路或用作脈沖調(diào)制器的脈沖信號(hào) 。隨著通訊和雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展， 40 年代出現(xiàn)了主要用于測試各種接收機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)波形發(fā)生器，使波形發(fā)生器從定性分析的測試儀器發(fā)展成定量分析的測量儀器。因?yàn)闄n A 的內(nèi)容達(dá)到最大值 255 時(shí)再增量一次， A的內(nèi)容就變?yōu)樽钚≈担悖?，然后可以繼續(xù)增加。出 現(xiàn)了幾種真正高性能、高價(jià)格的函發(fā)生器，其中 HP 公司推出了型號(hào)為 HP70S 的信號(hào)模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A 任意波形數(shù)字化和 HP1776A 波形發(fā)生軟件組成。同時(shí)可以利用一種非常 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)比較簡單的公式復(fù)合成 v=f(t)形式的波形方程的數(shù)字表達(dá)式產(chǎn)生。不過現(xiàn)在的新的臺(tái)式儀器的形態(tài)和幾年前的已有很大的不同?？梢娦盘?hào)源在各種實(shí)驗(yàn)應(yīng)用和試驗(yàn)測試處理中，它不是測量儀器，而是根據(jù)使用者的要求，作為激勵(lì)源，仿真各種測試信號(hào)，提供給被測電路，以滿足測量或各種實(shí)際需要。接著介紹了國內(nèi)外研究波形發(fā)生器的概況，指出波形發(fā)生器近幾年技術(shù)發(fā)展體現(xiàn)在輸出波形頻率的提高、更方便的波形輸入、與 VXI 總線資源的結(jié)合及臺(tái)式儀器的發(fā)展，列出了國外著名儀器公司任意波形發(fā)生器的主要指標(biāo)，然后指出了研制開發(fā)波形發(fā)生器的意義。 以產(chǎn)生正弦波為例，采用定點(diǎn)法來生成波形，即將一個(gè)周期的正弦波按 360。系統(tǒng)復(fù)位采用按鍵式外部復(fù)位方式，復(fù)位信號(hào)至少保持 8us以上。所以 ，經(jīng)濟(jì)上本設(shè)計(jì)完全可行，并將節(jié)省實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資。因此要完成此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，考慮到實(shí)際的應(yīng)用和性價(jià)比，在數(shù)據(jù)處理和控制方面單片機(jī)是首選。 3． 3 單片機(jī)的選擇 圖 2 AT89C51 芯片 外觀 綜合以上因素，作者比較了 PIC、 Motorola 公司、 Zilog 公司等公司的單片機(jī)，選擇了美國的 ATMEL 公司的單片機(jī) ，其外觀見圖 2所示 。空閑工作 方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器串口通信及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 ? P3 口 ： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。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)。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 由于外部 時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè) 2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 DAC0832的引腳及功能如 圖 3所示。 IOUT2 ：模擬電流輸出端 2， IOUT2與 IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝常數(shù)。兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好。與此同時(shí)，多個(gè) DAC0832 芯片開始同時(shí)進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換，因此可以達(dá)到多路模擬量同時(shí)輸出的目的。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中選用 DAC0832 的單緩沖工作方式，它與單片機(jī) AT89C51 的接口電路如圖 5所示 圖 4 DAC0832 與單片機(jī) AT89C51 的接口電路 按應(yīng)用要求的不同， DAC0832 可以接成單極性電壓輸出和雙極性電壓輸出，當(dāng)數(shù)字量在 00— FF 范圍時(shí)，電壓輸出量若為 0— +xV 或 0xV，這種輸出方式稱為單極性電壓輸出方式；若電壓的輸出為 xV+xV,則為雙極性電壓輸出方式。由于此脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波 電路加以濾除。 由此可見，若想單片機(jī)正常工作，必須得有晶振電路。鍵盤是一組（通常多于 8個(gè)）按鍵的集合。 在本課題設(shè)計(jì)中，采用的是獨(dú)立式鍵盤。 圖 11 顯示電路 3． 10 運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì) 將得到的模擬信號(hào)量分別進(jìn) 行放大，以利于對(duì)系統(tǒng)的信號(hào)量進(jìn)行觀察、讀取等研究。排除可能出現(xiàn)的故障后，再進(jìn)行各單元電路調(diào)試。例如，按下 0，則應(yīng)測的口線 為為低電平，說明鍵 0 有效。在該系統(tǒng)中，應(yīng)有高可靠性、抗干擾性，在斷電或出現(xiàn)故障時(shí)有保護(hù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和復(fù)位功能。每當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，查表輸出下一個(gè)波形數(shù)據(jù)，如此循環(huán)執(zhí)行即可。 其程序清單如下： SETB TR0 BOXWAV： MOV DPTR， 0FFFEH ； IC4 地址送 DPTR BOXLP1： MOV A， 0FFH ；高脈沖 MOVX DPTR， A ；輸出數(shù)據(jù)給 D/A BOXLP2： JNB TF0， BOXLP2 ；由定時(shí)器控制頻率 CLR TF0 MOV A， 00H ；低脈沖 MOVX DPTR， A ；輸出數(shù)據(jù)給 D/A BOXLP3： JNB TF0， BOXLP3 ；由 定時(shí)器控制頻率 CLR TF0 SJMP BOXLP1 鍵盤管理模塊 按前面硬件電路設(shè)計(jì)，可采用“行掃描”方法對(duì)鍵盤進(jìn)行管理，首先對(duì)鍵盤進(jìn)行“全盤掃描”，判斷是否有鍵按下。下面就鍵入數(shù)據(jù)的顯示程序作一說明。根據(jù)對(duì)軟件任務(wù)的討論，得到波形發(fā)生器的軟件總流程圖如圖 17所示 第 35 頁 共 48 頁 圖 17 系統(tǒng)總程序流程圖 4． 4 各軟件模塊調(diào)試 首先，將源程序進(jìn)行匯編，若匯編未通過，則匯編程序會(huì)提示出錯(cuò)類型，比第 36 頁 共 48 頁 如操作碼錯(cuò)、缺少操作數(shù)、跳轉(zhuǎn)出范圍、符號(hào)未定義、缺少“，”等常見錯(cuò)誤。 4． 5 系統(tǒng)整體調(diào)試 系統(tǒng)整體調(diào)試 在系統(tǒng)的硬件各軟件分別調(diào)試成功后 ,可以進(jìn)行系統(tǒng)的整體調(diào)試 .先用仿真器進(jìn)行調(diào)試 ,插好仿真頭，接通電源，啟動(dòng)仿真器，將本波形發(fā)生器的系統(tǒng)軟件裝入仿真器中，并運(yùn)行，調(diào)試系統(tǒng)的整體配合的正確性，直到滿