【正文】 ..........................................16 數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路 ...............................................................................................................17 按鍵接口電路 ................................................................................................................18 時(shí)鐘電路 ........................................................................................................................18 顯示電路 ........................................................................................................................194 軟件設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................20 程序流程圖 ....................................................................................................................20 源程序的調(diào)試 ................................................................................................................22 波形產(chǎn)生與控制 ............................................................................................................255 總原理圖及元器件清單 ......................................................................................................27 總電路圖 ........................................................................................................................27 元器件清單 ....................................................................................................................286 總結(jié)與展望 ..........................................................................................................................28致 謝 .......................................................................................................................................29參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................3041 概述隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、(I/O)接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行通信接口，以及其他一些計(jì)算機(jī)外圍電路等均可集成在一塊芯片上構(gòu)成單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱為單片機(jī)。文章給出了源代碼，通過仿真測(cè)試，其性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。5 特殊功能寄存器 在 AT89C52 片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80HFFH 共 128 個(gè)單元為特殊功能寄存器（SFE） ，SFR 的地址空間映象。這種方式下，T2EX 引腳控制計(jì)數(shù)器方向。需要注意的是，當(dāng)定時(shí)器 2 工作于波特率器時(shí)，作為定時(shí)器運(yùn)行（TR2=1）時(shí)，并不能訪問 TH2 和 TL2。程序員不應(yīng)將“1”寫入這些位，它們是將來(lái) AT89 系列產(chǎn)品作為擴(kuò)展用的。由硬件復(fù)位終止空閑狀態(tài)只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在此狀態(tài)下，片內(nèi)硬件禁止訪問內(nèi)部 RAM，但可以訪問端口引腳，當(dāng)用復(fù)位終止空閑方式時(shí)，為避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。寫周期完成后，所輸出的數(shù)據(jù)是有效的數(shù)據(jù)，即可進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，Data Palling 可能隨時(shí)有效。該方波發(fā)生器電路簡(jiǎn)單，制作容易，因此可利用該方波發(fā)生器電路，作市電供電的 50Hz 方波發(fā)生器。它能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形（主要是正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等）信號(hào)。噪聲信號(hào)發(fā)生器主要用途是：①在待測(cè)系統(tǒng)中引入一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，以模擬實(shí)際工作條件中的噪聲而測(cè)定系統(tǒng)的性能；②外加一個(gè)已知噪聲信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲相比較以測(cè)定噪聲系數(shù)；③用隨機(jī)信號(hào)代替正弦或脈沖信號(hào)，以測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。 （2）將一個(gè)周期的信號(hào)分離成 256 個(gè)點(diǎn)（按 X 軸等分） ，每?jī)牲c(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T，用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生，其表示式為： T=T/256。如果有鍵按下，則在讀控制端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)讀信號(hào)，使單片機(jī)讀入信號(hào)。其器件模型如圖 所示。(2)設(shè)想在波形的輸出口增加 A/D 模塊電路對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行反饋，單片機(jī)對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行誤差的校驗(yàn)，調(diào)整再輸出，在沒有達(dá)到所要求的精度的波形的輸出時(shí)，再一次進(jìn)行反饋，校驗(yàn)，調(diào)整直到符合所需要求的波形輸出。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度、實(shí)事求是勤奮刻苦的科研作風(fēng)以及對(duì)問題的獨(dú)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(xué)生上課已經(jīng)很忙的情況下，依然抽出時(shí)間來(lái)關(guān)心我的學(xué)習(xí)和生活，指導(dǎo)我的科研。如果選擇的是方波，則用查表的方法求出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過 D/A 轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，形成所需波形信號(hào)。由圖 可知，DAC0832 的片選地址為 7FFFH，當(dāng) P25 有效時(shí)，若 P0 口向其送的數(shù)據(jù)為 00H， 則 U1 的輸出電壓為 0V。 （4）頻率范圍：10~1000Hz 。方案三：采用單片機(jī)編程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。偽隨機(jī)編碼信號(hào)發(fā)生器由帶有反饋環(huán)路的 n 級(jí)移位寄存器組成，所產(chǎn)生的碼長(zhǎng)為 N＝21。另一種構(gòu)成方式是用頻率合成器產(chǎn)生正弦波，再對(duì)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(fù)斜率的鋸齒波等。主振級(jí)一般用 RC 式振蕩器，也可用差頻振蕩器。除具有電壓輸出外，有的還有功率輸出?！　T89C52 單片機(jī)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(hào)和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。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(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。當(dāng)時(shí)鐘振蕩頻率為 16MHz 時(shí)，輸出時(shí)鐘頻率范圍為 61Hz—4MHz。若 RCLK 和 TCLK 置位，則定時(shí)器 2 工作于波特率發(fā)生器方式。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器　　 AT89C52 有 256 個(gè)字節(jié)的內(nèi)部 RAM，80HFFH 高 128 個(gè)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。 單片機(jī)概述 AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。不論是在生產(chǎn)、科研還是教學(xué)上，信號(hào)發(fā)生器都是電子工程師信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具，而且，信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法多，設(shè)計(jì)技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。這個(gè)脈沖使 EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷。在波特率發(fā)生器工作方式中，TH2 翻轉(zhuǎn)不能使 TF2 置位，故而不產(chǎn)生中斷。這些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器 IE 的置位或清 0 來(lái)控制每一個(gè)中斷的允許或禁止。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(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，通常約為 。當(dāng)輸入端輸入小信號(hào)正弦波時(shí)，該信號(hào)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(jìn)入 CD4096 的一個(gè)反相器的輸入端，完成信號(hào)放大功能（反相器在小信號(hào)工作時(shí)，可作放大器用） 。這種合成器的最高頻率可達(dá) 吉赫。 　　 噪聲信號(hào)發(fā)生器 完全隨機(jī)性信號(hào)是在工作頻帶內(nèi)具有均勻頻譜的白噪聲。而目前廣泛使用的是一些標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，雖然功能齊全，性能制表較高，但是價(jià)格較貴，而且許多功能卻用不上。1489C52 是整個(gè)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(hào)，并從鍵盤接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號(hào)幅度的調(diào)節(jié)。當(dāng)中央處理器 CPU正在處理某件事的時(shí)候外界發(fā)生了緊急事件，要求 CPU 暫停當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理這個(gè)緊急事件。由于頻率較大時(shí)，三角波、正弦波、鋸齒波中每一點(diǎn)的延時(shí)時(shí)間為幾微秒，故延時(shí)時(shí)間還要加上指令時(shí)間才能獲得較大的頻率波形 [9]。同時(shí)，在潘超老師那里我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！由于時(shí)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(jìn)。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(jī)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(shí)產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡(jiǎn)單易行，用 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出來(lái)改變調(diào)制電壓，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號(hào)的頻率穩(wěn)定度不高?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在好幾個(gè)星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。其中“S0”號(hào)鍵代表方波輸出， “S1”號(hào)鍵代表正弦波輸出， “S2”號(hào)鍵代表三角波輸出。 主控電路 AT89C52 單處機(jī)內(nèi)部設(shè)置兩個(gè) 16 位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 和 T1，它們具有計(jì)數(shù)器方式和定時(shí)器方式兩種工作方式及 4 種工作模式。鑒于方案一的信號(hào)頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復(fù)雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達(dá)標(biāo)等缺點(diǎn)，所以決定采用方案三的設(shè)計(jì)方法。尤其是在電子工程、通信工程、自動(dòng)控制、遙測(cè)控制、測(cè)量?jī)x器、儀表和計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常需要用到各種各樣的信號(hào)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(lái)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(hào)發(fā)生器。脈沖發(fā)生器主要由主控振蕩器、延時(shí)級(jí)、脈沖形成級(jí)、輸出級(jí)和衰減器等組成。輸出信號(hào)頻率通常可按十進(jìn)位數(shù)字選擇，最高能達(dá) 11 位數(shù)字的極高分辨力。低頻信號(hào)發(fā)生器的原理：系統(tǒng)包括主振級(jí)、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?！　?． 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。10F。定時(shí)器 2 作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，還可作為時(shí)鐘發(fā)生器使用，但需要注意的是波特率和時(shí)鐘輸出頻率不能分開確定，這是因?yàn)樗鼈兺褂?RCAP2L 和 RCAP2L。定時(shí)器 2 作為波特率發(fā)生器時(shí)，與作為定時(shí)器的操作是不同的，通常作為定時(shí)器時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期（1/12 振蕩頻率）寄存器的值加 1，而作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，在每個(gè)狀態(tài)時(shí)間（1/2 振蕩頻率）寄存器的值加 1。 自動(dòng)重裝載方式　　當(dāng)定時(shí)器 2 工作于 16 位自動(dòng)重裝載方式時(shí)，能對(duì)其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式，這個(gè)功能可通過特殊功能寄存器 T2CON 的 DCEN 位（允許向下計(jì)數(shù)）來(lái)選擇的。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。1單片機(jī)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 摘 要 近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透, 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器日新月益更新。 AT89C52P 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。復(fù)位時(shí)，DCEN 位置“0” ，定時(shí)器 2 默認(rèn)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)。波特率的計(jì)算公式如下：　　方式 1 和 3