【文章內容簡介】 K B?? 其中 2f REFn nR VK R??， ? ?10=2n iniiBD?? ?? . DAC0832 芯片 由于單片機產生的是數(shù)字信號，要想得到所需要的波形，就要把數(shù)字信號轉換成模擬信號，所以本文選用價格低廉、接口簡單、轉換控制容易并具有 8 位分辨率的數(shù)模轉換器 DAC0832。 DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、 8位 DAC 寄存器、 8位 D/A 轉換器以及輸入控制電路四部分組成。但實際上， DAC0832 輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調，而是以其絕對分辨率為單位增減，是準模擬量的輸出。 DAC0832是電流型輸出，在應用時外接運放使之成為電壓型輸出。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 硬件 方案的設計 9 根據(jù)對 DAC0832 的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC寄存器的不同的控制方式， DAC0832 有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。本設計選用直通 方式。 CSDA：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負脈沖（脈寬應大于 500ns）有效。由 ILE、CS、 WR1 的邏輯組合產生 LE1，當 LE1 為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存。 單片機的 P0口連接 DAC0832 的八位數(shù)據(jù)輸入端， DAC0832 的輸出端接放大器，經過放大后輸出所要的波形。 DAC0832 的內部結構如圖 28所示： 圖 28 DAC0832內部結構圖 . 數(shù)碼管顯示模塊 本設計是用利用 4 為 LED 數(shù)碼管顯示波形代 號和頻率，通過按鍵來控制輸出不同的波形，在數(shù)碼管上第一位字母 a、 b、 c、 d分別對應著正弦波、三角波、方波、鋸齒波，后三位數(shù)碼管對應信號的頻率，通過按鍵控制頻率輸出，其中單片機 P1 口接驅動芯片 74LS245 用以增加 P1 口帶負載的能力，再利用 74LS138 譯碼器芯片對其進行譯碼并通過數(shù)碼管顯示，顯示模塊圖如圖 29所示 : 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 硬件 方案的設計 10 圖 29 顯示電路模塊 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 11 3. 系統(tǒng)軟件方案的設計 . 軟件總體設計 應用系統(tǒng)中的應用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功 能要求而設計的，能可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。一個優(yōu)秀的應用系統(tǒng)的應具有下列特點： ○ 1 根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件分成若干個獨立的部分。設計出軟件的總體結構，使其結構清晰、流程合理。 ○ 2 要樹立結構化程序設計風格，各功能程序模塊化、子程序化。既便于調試、鏈接，又便于移植、修改。 ○ 3 建立正確的數(shù)學模型。即根據(jù)功能要求，描述各個輸入和輸出變量之間的數(shù)學關系，它是關系到系統(tǒng)好壞的重要因素。 ○ 4 為提高軟件設計的總體效率，以簡明、直觀法對任務進行描述，在編寫應用軟件之前，應繪制 出程序流程圖。 ○ 5 要合理分配系統(tǒng)資源，包括 ROM、 RAM、定時 /計數(shù)器、中斷資源等。 ○ 6 注意在程序的有關位置處寫上功能注釋，提高程序的可讀性。 ○ 7 加強軟件抗干擾設計，它是提高系統(tǒng)應用可靠性的有利措施。 本系統(tǒng)的軟件包括以下幾個程序模塊： ○ 1 鍵盤處理程序； ○ 2 中斷服務程序； ○ 3 正弦波發(fā)生程序及其服務程序； ○ 4 三角波發(fā)生程序； ○ 5 方波發(fā)生程序； ○ 6 鋸齒波發(fā)生程序。 . 軟件流程圖 本系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機，用編程的方法來產生四種波形，并通過編程來切換四種波形以及波形頻率的改變。 具體功能有： ○ 1 各個波形的切換； ○ 2 各種參數(shù)的設定； ○ 3 頻率增減等； ○ 4數(shù)碼管的顯示 軟件調通后，通過編程器下載到 AT89C51 芯片 中，然后插到系統(tǒng)中即可獨立河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 12 完成所有的控制。軟件流程圖如圖 31所示。 有 按 鍵 按 下 ？開 始初 始 顯 示K e y 3 按 下K e y 2 按 下K e y 1 按 下輸 出 鋸齒 波輸 出 方 波輸 出 三角 波輸 出 正弦 波頻 率 f 減 小頻 率 f 增 大F u n = 4F u n = 2F u n = 2F u n = 1F u n + +YN 圖 31 程序流程圖 . 鍵盤掃描及初始程序設計 單片機系統(tǒng)中，鍵盤掃描是 CPU工作的一個主要內容之一。 CPU 忙于各項工作任務時，如何兼顧鍵盤掃描。既保證不失時機的響應鍵盤操作，又不過多占用 CPU時間。因此，要根據(jù)應用系統(tǒng)中的 CPU 的忙、閑情況，選擇好鍵盤的工作方式。 在單片機應用系統(tǒng)設計中，為了節(jié)省硬件，通常采用非編碼鍵盤，在這種鍵盤結構中，單片機對它的控制有三種方式：程序控 制掃描方式；定時掃描工作方式；中斷工作方式。 1）程序控制掃描方式 這種方式就是只有當單片機空閑時，才調用鍵盤掃描子程序，響應鍵盤的輸入請求。 2）定時掃描方式 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 13 這種方式就是每隔一定的時間對鍵盤掃描一次。通常是利用單片機內部定時器產生 1ms 的定時中斷， CPU 響應定時器溢出中斷請求，對鍵盤進行掃描，以響應鍵盤輸入請求。 3）中斷工作方式 為進一步提高 CPU效率，可以采用中斷掃描工作方式。即在鍵盤有健按下時，才執(zhí)行鍵盤掃描，執(zhí)行該鍵功能程序。 本系統(tǒng)采用程序控制掃描工作方式。在該設計中的鍵盤的行列線連接于 89C51的 P2 口上。鍵盤掃描程序自復位后就開始工作，時刻監(jiān)視鍵盤，有無鍵按下。在監(jiān)視鍵盤過程中，允許定時器中斷。一旦有鍵按下，先延時 1ms，去除鍵的抖動，然后關中斷，不允許定時器發(fā)生中斷。按鍵功能如表 31所示： 表 31 按鍵對應功能 按鍵 功能 key1 鍵選擇發(fā)波類型（ 1 為正弦波 ,2 為三角波 ,3 為方波， 4為方波） key2 頻率增加 Key3 頻率減小 按鍵控制源程序如下： void delay(uchar k) { for(de1=0。de110。de1++) for(de2=0。de2k。de2++){。} } void key1(void) //１鍵選擇發(fā)波類型 ,1 為正弦波 ,2 為三角波 ,3 為方波 { fun++。 if(fun==5) fun=0x01。 } void key2(void) //２鍵加大頻率 { tl+=0xf。 if(tl0xe8) tl=0x00。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 14 if(flag0) flag。 else flag=255。 } void key3(void) //３鍵減小頻率 { if(th0x00) { tl=0xf。 if(flag255) flag++。 else flag=0。 } } void key4(void) { } . 中斷服務程序設計 采用定時器 T0 定時中斷，根據(jù)不同的按鍵次數(shù)，產生不同的波形。 void int1 (void) interrupt 2 //int0 中斷服務程序 { if(P2!=0xff) delay(125)。 if(P2==0xff) return。 if(P2==0xef) key1()。 if(P2==0xdf) key2()。 if(P2==0xbf) key3()。 if(P2==0x7f) key4()。 } 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 15 . 波形發(fā)生程序設計 . 正弦波發(fā)生程序設計 其實在計算正弦波形數(shù)據(jù)的時候，并不需要算出整個 0— 2π區(qū)間的每一個值，而只需計算出 0— 12π中的值就行，其他區(qū)間的值都可以通過對 0— 12π中的值取 不同的變換。比如 12π — π的值可以和 0— 12π值一一對應，而π — 2π的值可以對 0— π區(qū)間的值取反得到。計算值可以用 C語言編程得到。 幅度公式為 Y=［ 1+sin(9064N)］ （ N=0,1,2?? 64） 相應的 Y值數(shù)字化后的遞增量δ = 5255 ≈ 那么每一個點相對于起一個點的遞增率為 A= 21YY?δ （ Y2 當前的點， Y1 為前一個點） 所以每一個點的數(shù)字量與遞增率 A成一一對應關系，正弦波形數(shù)據(jù)表見表 32。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 16 序號 幅度 (Y 值 ) 遞增率 A 數(shù)字遞增率 數(shù)字量 (十進制 ) 1 3 131 2 6 134 3 9 137 4 12 140 5 15 143 6 18 146 7 21 149 8 24 152 9 27 155 10 30 158 11 34 162 12 37 165 13 40 168 14 42 170 15 45 173 16 48 176 17 51 179 18 54 182 19 57 185 20 60 188 21 62 190 22 65 193 23 68 196 24 70 198 25 73 201 26 75 203 27 78 206 28 80 208 29 83 211 30 85 213 31 87 215 32 90 218 表 32 正弦波形數(shù)據(jù)表 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 17 33 92 220 34 94 222 35 96 224 36 98 226 37 100 228 38 102 230 39 104 232 40 106 234 41 107 235 42 109 237 43 110 238 44 112 240 45 113 241 46 115 243 47 116 244 48 117 245 49 119 247 50 120 248 51 121 249 52 122 250 53 122 250 54 123 251 55 124 252 56 125 253 57 125 253 58 126 254 59 126 254 60 126 254 61 127 255 62 127 255 63 127 255 64 127 255 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng) 軟件 方案的設計 18 正弦波發(fā)生程序如下： if(fun==1) { DA0832=tosin[b]/4*A。 //正弦波