【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 供電端口，分別接 +5V電源的正負(fù)端。 P0~P3 為可 5 編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定 。 ， 本設(shè)計(jì)中單片機(jī) 引腳 連接如 25 圖所示： 圖 25 單片機(jī) 引腳 連接圖 在本設(shè)計(jì)中， P3 端口（ 32~39 腳）被定義為 開關(guān)按鍵 功能控制端口，分別與相應(yīng)的開關(guān)按鍵 相連接， 控制波形轉(zhuǎn)換以及幅度和頻率的調(diào)整。 P1 端口為數(shù)據(jù)輸出端，輸出 255 個(gè)數(shù)以產(chǎn)生不同的波形， P0 口接波形指示電路，不同的 led 燈表示單片機(jī)輸出不同種波形 。 DA 轉(zhuǎn)換模塊 本設(shè)計(jì)中 DA 轉(zhuǎn)換采用 DAC0832 模塊， DAC0832 是一種電流輸出型 D/A 轉(zhuǎn)換器，可與微處理器直接進(jìn)行控制連接，是美國(guó)國(guó)民半導(dǎo)體公司研制的一種 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換芯片。此外，還有 DAC0830 和 DAC0831。由于器件采用 吸納進(jìn)的 CMOS 工藝，因此功耗低、輸出漏電流誤差較小，性價(jià)比高，因此廣泛應(yīng)用于目前很多小型的 D/A 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)中。其引腳圖如圖 26 所示： 圖 26 DAC0832 引腳圖 6 其中待轉(zhuǎn)換的 8 位數(shù)字量由芯片的 8 位數(shù)據(jù)輸入線 D0～ D7 輸入，經(jīng) DAC0832 轉(zhuǎn)換后，通過 2 個(gè)電流輸出端 IOUT1 和 IOUT2 輸出， IOUT1 是邏輯電平為 1的各位輸出電流之和， IOUT2 是邏輯電平為 0的各位輸出電流之和。另外， ILE、 CS 、 1WR 、2WR 和 XFER是控制轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。 在本設(shè)計(jì)中， DAC0832 與單片機(jī)連接方式詳見下圖： 圖 27 DAC0832 與單片機(jī)連圖 其中， DAC0832 的引腳詳細(xì)連接如下所述： （ 1） DAC0832 的 8 位的數(shù)據(jù)輸入端 DI7～ DI0接單片機(jī)的 ～ 口輸入端數(shù)據(jù) ，將 255 個(gè)不同的數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬量。 （ 2） IOUT1和 IOUT2為 DAC0832 的電流輸出端，分別接放大器的 +、 輸入端，通過放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào) 。 （ 3） Vcc 為芯片供電電壓，接 +5V電壓。 （ 4） RFB：反饋電阻引出端， 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。 （ 5） VREF：參考電壓輸入端，此端接一個(gè)正 5V電壓，它決定 0 至 255 的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度 最大為 5V，幅度最小變化量為 。 VREF端與 D/A內(nèi)部 T 形電阻網(wǎng) 絡(luò)相連 。 7 （ 6） WR CS 和 XFER 直接接地，使第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級(jí) 8 位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。 （ 7） ILE 接 +5V 高電平，輸入寄存器的狀態(tài)隨數(shù)據(jù)輸入線狀態(tài)變化， LE 的負(fù)跳變將輸入數(shù)據(jù)線上的信息存入輸入寄存器。 MCU 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路是指 單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí) ， 都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài) ， 并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。 單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本設(shè)計(jì)復(fù)位電路如下圖 28 所示， 圖 28 RC 復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行 。 晶振電路 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 8 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自 激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為30μF。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作 . 晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。 晶體振蕩電路如下圖 29 所示。 圖 29 振蕩電路 I/V 轉(zhuǎn)換電路 信號(hào)發(fā)生器一般要 求輸出是電壓， DAC0832 為電流輸出型轉(zhuǎn)換器 ,所以還必須經(jīng)過一個(gè)外接的運(yùn)算放大器 LM324 轉(zhuǎn)換成電壓。 LM324 芯片介紹如下： LM324 是四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外 ,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用下圖 36 中圖 1 所示的符號(hào)來表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中 “+”、 “”為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+”、 “V”為正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出端。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)與該輸入端的相位相反； 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。 LM324 的引腳排列見下圖 36 的圖 2。由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路。 LM324 對(duì)應(yīng)引腳如圖 210所示 : 9 圖 210 LM324 引腳圖 圖 211 所示為兩級(jí)運(yùn)算放大器 LM324 組成的模擬電壓輸出電路。從第一個(gè) 運(yùn)放輸出為單極性模擬電壓，從第二個(gè)運(yùn)放輸出為雙極性模擬電壓。 圖 211 波形轉(zhuǎn)換電路 10 3 軟件程序設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì) 中的應(yīng)用軟件是根據(jù)功能要求而設(shè)計(jì)的，能可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。本軟件設(shè)計(jì) 具有下列特點(diǎn)： (1) 根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件分成若干個(gè)獨(dú)立的部分。設(shè)計(jì)出軟件的總體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)清晰、流程合理。 (2) 樹立結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，各功能程序模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修改。 (3) 以簡(jiǎn)明、直觀法對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述，在編寫應(yīng)用軟件之前，繪制出 程序流程圖。 (4) 合理分配系統(tǒng)資源，包括 ROM、 RAM、定時(shí)數(shù)器、中斷資源等。 (5) 在程序的有關(guān)位置處寫上功能注釋，提高程序的可讀性。 (6) 加強(qiáng)軟件抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)應(yīng)用可靠性。 Keil 的介紹： Keil 是德國(guó)開發(fā)的一個(gè) 51 單片機(jī)開發(fā)軟件平臺(tái)，最開始只是一個(gè)支持 C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的編譯器軟件。后來隨著開發(fā)人員的不斷努力以及版本的不斷升級(jí)，使它已經(jīng)成為了一個(gè)重要的單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)，不過 KEIL 的界面并不是非常復(fù)雜，操作也不是非常困難，很多工程師的開發(fā)的優(yōu)秀程序都是在 KEIL 的平臺(tái)上編寫出來的。可以 說它是一個(gè)比較重要的軟件，熟悉他的人很多很多，操作有不懂的地方只要找相關(guān)的書看看，到相關(guān)的單片機(jī)技術(shù)論壇問問，很快就可以掌握它的基本使用了。 Keil 的 181。Vision2 可以進(jìn)行純粹的軟件仿真 (仿真軟件程序，不接硬件電路 )；也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機(jī)硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項(xiàng)目程序后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真；還可以使用 181。Vision2 的內(nèi)嵌模塊 Keil Monitor51，在不需要額外的硬件仿真器的條件下，搭接單片機(jī)硬件系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目程序進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。 本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)要注意處理好幾個(gè)硬件功能在程序執(zhí)行上的次序 ，具體處理可放到子程序中。子程序主要包含兩大方面，其一為波形產(chǎn)生子程序，其二為案件處理程。主程序流程圖如圖 31 所示： 11 開 始程 序 初 始 化S 3 鍵 按下 ？鍵 值 處 理Y波 形 切 換S 1 ,S 2 鍵按 下 ？N鍵 值 處 理調(diào) 幅S 4 ,S 5 鍵按 下N鍵 值 處 理調(diào) 頻返 回 圖 31 主程序流程圖 主程序流程如下所述： （ 1） 程序初始化，執(zhí)行按鍵掃描程序，判斷 S3 鍵是否按下，是則做波形切換處理，否則進(jìn)入下一步 。 （ 2） 掃描 S1， S2 鍵是否按下，是則做調(diào)幅處理，否則進(jìn)入下一步； （ 3） 掃描 S4， S5 鍵是否按下，是則做調(diào)頻處理，否則返回程序，重新執(zhí)行按鍵掃描程序。 按鍵處理子程序相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只需要先掃描是否有按鍵動(dòng)作，然后，再根據(jù)按鍵對(duì)應(yīng)的功能進(jìn)行程序操作。對(duì)于