【文章內容簡介】 方 波時顯示： Square Wave； 輸出鋸齒波時顯示： Sawtooth Wave； 輸出梯形波時顯示： Trapezoidal Wave； 第二行顯示內容為： Frequency: *** Hz 。 本次課題的制作由軟件設計和硬件設計兩部分組成。 （ 1） 系統(tǒng)的硬件設計：硬件電路的組成主要包括單片機控制電路，數(shù)模轉換電路，獨立按鍵控制電路，顯示電路以及穩(wěn)壓電源電路。 （ 2） 系統(tǒng)的軟件設計：軟件電路重要是通過軟件的編程來控制硬件電路實現(xiàn)功能。通過 DXP軟件生成原理圖和 PCB 圖，通過 keil 軟件進行程序的編 寫，同時通過 protues 軟件進行仿真。 3 第二章 硬件電路的設計 信號發(fā)生器的設計 信號發(fā)生器電路的控制核心和數(shù)據(jù)的處理主要依靠單片機來實現(xiàn)，要完成信號發(fā)生器的制作主要利用按鍵輸入控制，顯示器電路輸出顯示。，通過 DAC0832 利用 D/A 轉換來實現(xiàn)數(shù)字轉換成模擬信號，接著濾波放大，最后通過 LCD1602 顯示器顯示。單片機 AT89C51利用程序來產(chǎn)生正弦、三角和方波等波形，同時按鍵可以控制波形的類型、和控制頻率。 根據(jù)任務要求以及一些資料參考，對系統(tǒng)進行總 體框架圖 【 1】 。硬件主要由 AT89C51 單片機、 LM324 放大電路、 DAC0832 數(shù)模、 LM324 放大電路、按鍵電路、電源電路組成?？傮w圖如圖 所示 圖 信號發(fā)生器框圖 元件的介紹 單片機的介紹 單片機 AT89C51 的原理及功能 單片機的內部總線上有許多的功能部件，這些功能部件可以通過內部的總線來進行數(shù)據(jù)的傳送以及信息的控制 【 2】 ，并且他們會分工來使用這些總線，不會產(chǎn)生混亂的情況，這就是內部單總線的結構形成，圖 為單片機內部結構框圖 圖 單片機內部結構框圖 振蕩器和時序OSC 程序存儲器4KB ROM 數(shù)據(jù)存儲器256B RAM/SFR 振蕩器和時序OSC 8051 CPU 64KB 總線 輸出口 全雙工串行口 外中斷 內中斷 控制 并行口 串行通信 外時鐘源 外部事件計數(shù) 4 VCC：電源 GND：接地線 XTAL1：片內振蕩電路的輸入端 XTAL2：片內振蕩電路的輸出端 RST/VPP(Pin9)：復位引腳 ALE/PROG：地址鎖存允許信號 PSEN：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP：程序存儲器的內外部選通 AT89S51 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口， PO 口： 8 位雙向 I/O 口 線，名稱為 ～ P1 口： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 單片機的基本功能是控制電路和做好最小系統(tǒng)的工作 【 3】 。最小系統(tǒng)包括復位電路、晶振電路、使能電路。其連接方法如圖 所示。 C32 0 pC42 2 0 n R21 0 kX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U2A T 8 9 S 5 1X1C52 0 pC64 u 7D11 N41 4 8R11 0 kD2 圖 單片機最小系統(tǒng)電路圖 芯片 DAC0832 的原理及功能 DAC0832 是 8 分辨率的數(shù)模轉換的芯片 【 4】 ，又稱 8 路模擬開關他是由地址鎖存與譯 碼器、 8 位逐次逼近型 ADC 和三態(tài)輸出鎖存緩沖器三大部分組成。 DAC0832 的輸出形式是通過電流的激活來完成，也可以通過接入外接運算放大器來形成電壓。 其結構圖如圖 所示： 5 圖 DAC0832 內部框圖 ： 一個寄存器工作于直通狀態(tài)，另一個工作于受控鎖存器狀態(tài) 【 5】 。在不要求多相 D/A 同時輸出時，可以采用單緩沖方式，此時只需一次寫操作，就開始轉換 [，可以提高 D/A 的數(shù)據(jù)吞吐 量。 單緩沖工作方式：輸入寄存器工作于受控狀態(tài) DAC 寄存器工作于直通狀態(tài) 圖 單緩沖 工作方式 單緩沖工作方式：輸入寄存器工作于直通狀態(tài) DAC 寄存器工作于受控狀態(tài) 圖 單緩沖工作方式 ：兩個寄存器均工作于受控鎖存器狀態(tài)。 6 圖 雙緩沖工作方式 2121FBo REFnFBo REFnV VNRRNVV?? ?? ? ? ?（ N 為輸入的數(shù)字量） 例如：當 n=8 時，代入上式得： 255o REFNVV?? （ N 為輸入的數(shù)字量） 1602 顯示屏的原理及功能 1602 顯示屏實 物圖如圖 所示： 圖 1602 顯示屏 7 表 1602 顯示屏引腳的介紹 LCD1602 作為一個顯示器，在編寫相對應的程序時需要定義它的地址位 [6]， 所以編寫程序的地址如下表所示： 表 LCD1602 地址表 LM324 芯片的介紹 LM324 內部是由 4 個運算放大器合成 [7]，既可接一個獨立的電源使用 (3～ 30 V)，也可接兩個電源使用 (177。～ 177。15 V)，可與 TTL 邏輯電路相容。因為驅動功耗低 [8]， 圖 LM324 芯片 8 11122100ifiOfoIIIUUUUIIRRRUUR??????? ? ? ???則 可 得因 為 ， 所 以最 后 可 得 圖 反相放大器電路圖 i1213343 4 1 224I0// //oioiUURRUURRUURRR R R RRUUR????????????因 且取。 圖 同相比例放大電路圖 穩(wěn)壓芯片的介紹 穩(wěn)壓電路的形成是要通過穩(wěn)壓芯片通過將 220v 的電壓經(jīng)過整流來生成你所需要的電壓，那么整流電路 的核心組成是通過 7809,7809, [9]。 78**系列的是輸出正電壓的芯片， 79**是輸出負電壓的芯片。通過要判斷芯片所代表輸出的電壓可以通過他的后面兩個數(shù)字來實現(xiàn)，本次需要的電壓是需要 +9V、 +5V、 5V。 如圖 所示分別為穩(wěn)壓芯片 7809,7805,7909 穩(wěn)壓芯片的管腳排布 : 圖 穩(wěn)壓芯片 ⑵ 7805,7809,7909 特點 : 1)7805,7909 最大輸出電流為 ,7909 最大輸出電流為 1A。 9 2)輸出電壓分別為 +5V,+9V,9V； 3)熱過載保護； 4)短路保護；