【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash編程時(shí)， P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1口： P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為 輸入口使用。作 摘要 7 為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ）。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 P2口： P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 （ IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3口： P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸 入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3口亦作為AT89S52特殊功能。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)， RST腳將持續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無(wú)效。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/ PROG ：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器 時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。 EA /VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。在 flash編程期間， EA 也接收 12伏 VPP電壓。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 摘要 8 （ 3） AT89S52 的存儲(chǔ)器 結(jié)構(gòu) AT89S52 器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可以 64KB 尋址。 程序存儲(chǔ)器：如果 EA 引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。對(duì)于 89S52，如果 EA接 VCC，讀寫程序先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2020H～ FFFFH。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S52 有 256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。 也就是說(shuō)高 128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當(dāng)一條指令訪問(wèn)高于 7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（ SFR）。 （ 4） 定時(shí)器 ① MCS51 系列中 51 子系列有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器：定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 和定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1， 52 子系列有三個(gè)，還有一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T2。 ② 每個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器既可以對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，也可以對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，通過(guò)編程設(shè)定來(lái) 實(shí)現(xiàn)。 ③ 每個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器都有多種工作方式，其中 T0有四種工作方式； T1有三種工作方式， T2有三種工作方式。通過(guò)編程設(shè)置其方式寄存器 TMOD可設(shè)定定時(shí)器工作于某種方式。 ④ 每一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)時(shí)間到時(shí)產(chǎn)生溢出，使控制寄存器 TCON中相應(yīng)的溢出位置位，溢出可通過(guò)查詢或中斷方式處理。 （ 5） 中斷 AT89S52 有 6 個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ 0INT 和 1INT ），三個(gè)定 時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 2）和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器 IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。 信號(hào)發(fā)生器概述 目前，市場(chǎng)上的信號(hào)發(fā)生器多種多樣，一般按頻帶分為以下幾種： 超高頻：頻率范圍 1MHz 以上，可達(dá)幾十兆赫茲。 高頻：幾百 KHZ 到幾 MHZ。 摘要 9 低頻：頻率范圍為幾十 HZ 到幾百 KHZ。 超低頻：頻率范圍為零點(diǎn)幾赫茲到幾百赫茲。 超高頻信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生波形一般用 LC 振蕩電路。 高頻、低頻和超低頻信號(hào)發(fā)生器，大多使用文氏橋振蕩電路，即 RC 振蕩電路，通 過(guò)改變電容和電阻值，改變頻率。 依據(jù)以上可以用單片機(jī) AT89S52,加上一片 DAC0832,就可以做成一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器，其頻率受單片機(jī)運(yùn)行的程序的控制。我們可以把產(chǎn)生各種波形的程序，寫在 ROM中，裝入本機(jī)，按用戶的選擇，運(yùn)行不同的程序，產(chǎn)生不同的波形。再在 DAC0832 輸出端加上一些電壓變換電路，就完成了一個(gè)頻率、幅值可調(diào)的多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。 本論文主要研究的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)采用 89S52 及其外圍擴(kuò)展系統(tǒng)，軟件方面主要是應(yīng)用 C 語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序。系統(tǒng)以 89S52 單片機(jī)為核心，配置相 應(yīng)的外設(shè)及接口電路，用 C 語(yǔ)言開發(fā)，組成一個(gè)多功能信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)。硬件電路設(shè)計(jì)具有典型性，電路設(shè)計(jì)具有實(shí)用性。 本設(shè)計(jì)將完成以下幾個(gè)方面的工作： （ 1） 選芯片，盡量滿足一般工業(yè)控制要求、以增強(qiáng)其實(shí)用性。 （ 2） 原理圖設(shè)計(jì)在保證正確的前提下，盡量采用典型的電路設(shè)計(jì)。 （ 3） 固化于單片機(jī)芯片中的軟件采用模塊設(shè)計(jì)，層次清楚，具有上電復(fù)位及初始化功能，具有很好的軟件開發(fā)框架。 （ 4） 掌握單片機(jī)仿真軟件 KEIL 的使用。 為此，論文包括以下內(nèi)容： ① 緒論。主要介紹單片機(jī)發(fā) 展概況和信號(hào)發(fā)生器的概述，為以后幾章的介紹奠定基礎(chǔ)。 ② 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。本章主要考慮系統(tǒng)性能、功能和器件選擇。包括兩個(gè)主要內(nèi)容，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。 ③ 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。本章完成系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)說(shuō)明了設(shè)計(jì)思路。 ④ 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。本章是系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，對(duì)系統(tǒng)按功能模塊進(jìn)行介紹。以及系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果總結(jié)。 摘要 10 摘要 11 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)分析 問(wèn)題定義 基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，可為相關(guān)實(shí) 驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用提供支持。本論文包括硬件系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)及 C 語(yǔ)言在基本控制中的應(yīng)用。此系統(tǒng)具有的功能如下： 硬件部分 （ 1） 單片機(jī)所需的平穩(wěn)電壓（電源設(shè)計(jì) 177。12V,5V） ； （ 2） 獨(dú)立鍵盤； （ 3） 時(shí)鐘電路與復(fù)位電路； （ 4） 具有 8 位精度的 D/A 轉(zhuǎn)換功能； （ 5） 波形產(chǎn)生與電壓變換功能； 軟件部分 （ 1） 系統(tǒng)復(fù)位初始化； （ 2） 鍵盤掃描與處理； （ 3） 按鍵服務(wù)程序； （ 4） 定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序； （ 5） 正弦 波，三角波，方波，矩形波，鋸齒波 發(fā)生程序； 系統(tǒng)可行性分析 （ 1） 設(shè)計(jì)環(huán)境 本設(shè)計(jì)主要用 Protel 電子設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電子線路的設(shè)計(jì)。電路原理圖的設(shè)計(jì)是仿真中的第一步，也是非常重要的一步。電路原理圖設(shè)計(jì)得好壞將直接影響到后面的工作。電路原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程可分為以下幾個(gè)步驟： ① 設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息 摘要 12 ② 裝入所需要的元件 ③ 設(shè)置元件 ④ 連線電路圖 ⑤ 調(diào)整、檢查和修改 ⑥ 補(bǔ)充完善 （ 2） 可行性分析 根據(jù)技術(shù)指 標(biāo)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的，經(jīng)研究芯片的選擇如下： ① 主控芯片采用 ATMEL 公司的 AT89S52； ② 采用 12MHz 的晶振器為 AT89S52 提供時(shí)鐘信號(hào)； ③ 穩(wěn)壓塊選用 7812 與 7805 相串聯(lián)，提供 12V 和 5V 電壓 ,7912 產(chǎn)生 12V 電壓； ④ 對(duì)于 89S52 的 P0 口的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) DAC0832 進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換； ⑤ 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器采用 DAC0832； ⑥ 運(yùn)算放大器采用 LM324。 （ 3) 設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題及解決方案 ——排除問(wèn)題的可行性討論 此 設(shè)計(jì)要求最終制作出實(shí)體，因此，設(shè)計(jì)原理圖時(shí)應(yīng)著重考慮設(shè)計(jì)最終的電路板的可行性。在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)每一個(gè)電路模塊仔細(xì)檢查，查閱其他書籍進(jìn)行校對(duì)，還要進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，以確保設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。在最后的電路板的調(diào)試階段，需要診斷模塊程序和單片機(jī)仿真機(jī)合作進(jìn)行，從而克服調(diào)試程序本身的不可靠性，可方便地進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤診斷。 (4) 經(jīng)濟(jì)上的可行性討論 本設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，芯片的選擇在前面已經(jīng)討論，從前面的討論中可見芯片大部分都是常用芯片。因此，設(shè)計(jì)費(fèi)用主要集中在購(gòu)買元器件上，而大部分的元器件，在市場(chǎng)上很容易找到不是 很貴，所以經(jīng)濟(jì)上本設(shè)計(jì)完全可行。 系統(tǒng)需求分析 （ 1）系統(tǒng)功能要求 系統(tǒng)具有 D/A 轉(zhuǎn)換功能，信號(hào)幅度放大功能，上電自動(dòng)復(fù)位功能，鍵盤輸入接口。 （ 2） 系統(tǒng)性能要求 ① 系統(tǒng)的 D/A 轉(zhuǎn)換功能具有 8 位精度； ② 89S52 單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)為 12MHZ； ③ 系統(tǒng)上電自動(dòng)復(fù)位； 摘要 13 總體方案設(shè)計(jì) 算法設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)涉及的算法較少，將在第四章軟件設(shè)計(jì)中介紹。 系