【文章內容簡介】 平信號， 當這個電容上面的電量充滿時高電平的信號將回落 ，即 RST 端的高電平信號保持的 時間 是由外部這個充電電容決定的 。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復位后，系統(tǒng)將端口置為全 “l(fā)” 態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復位，則程序計數(shù)器 PC 將得不到一個合適的初值，因此， CPU 可能會從一個未被定義的位置開始 執(zhí)行程序 ，此時會造成單片機在上電的瞬間出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況發(fā)生，所以為了能讓單片機穩(wěn)定的工作，必須提供必要的復位電路。 DDS輸出設計 DDS 輸出主要采用 DDS 控制芯片 AD9833。 AD9833 是一款低功耗、可編程波形發(fā)生器，可以產(chǎn)生正弦波、三角波、方波。 輸出頻率和相位可軟件編程，很容易調整，而不需要外部組件。頻率寄存器是 28 位的，如果是 25M 的時鐘源，經(jīng)過編程可以得到 的時鐘；同樣如果是 1M 的時鐘源，可以得到 的時鐘。 AD9833 通過 3 線串口進行寫操作。串口 工作時鐘頻率高達 40M ，并與 DSP 和微處理器標準兼容。其工作電壓在 ～ 之間。 AD9833 還具有休眠功能，可使沒被使用的部分休眠，減少該部分的電流損耗，例如，若利用 AD9833 輸出作為時鐘源，就可以讓 DAC 休眠，以減小功耗，該電路采用 10 引腳 MSOP 型表面貼片封裝，體積很小。 廣西師范大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 10 圖 9 AD9833 引腳圖 芯片簡介 AD9833 是 ADI 公司生產(chǎn)的一款低功耗 ,可編程波形發(fā)生器 ,能夠產(chǎn)生正弦波、三角波、方波輸出。波形發(fā)生器廣泛應用于各種測量、激勵和時域響應領域 ,AD9833無需外接元件 ,輸出頻率和相位都可通過軟件編程 ,易于調節(jié) ,頻率寄存器是 28 位的 ,主頻時鐘為 25MHz時 ,精度為 ,主頻時鐘為 1MHz時 ,精度可以 [7]。 DDS 信號發(fā)生 器的組成 AD9833 是一塊完全集成的 DDS（ Direct Digital Frequency Synthesis）電路 ,僅需要 1 個外部參考時鐘、 1 個低精度電阻器和一個解耦電容器就能產(chǎn)生高達 的正弦波。除了產(chǎn)生射頻信號外 ,該電路還廣泛應外于各種調制解調方案。這些方案全都用在數(shù)字領域 ,采用 DSP 技術能夠把復雜的調制解調算法簡化 ,而且很精確 [9]。 DDS 原理及應用 AD933 的核心是 28 位的相位累加器 ,它由加法器和相位寄存器組成 ,每來 1 個時鐘 ,相位寄存器以步長增加 ,相位寄存器的輸出與相位控制字相加后輸入到正弦查詢表地址中。正弦查詢表包含 1 個周期正弦波的數(shù)字幅度信息 ,每個地址對應正弦波中 0176。－ 360176。范圍內的 1 個相位點。查詢表把輸入的地址相位信息映射成正弦波幅度的數(shù)字量信號 ,去 DAC 輸出模擬量 ,相位寄存器每經(jīng)過 228/M 個 MCLK廣西師范大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 11 時鐘后回到初始狀態(tài) ,相應地正弦查詢表經(jīng)過一個循環(huán)回 到初始位置 ,這樣就輸出了一個正弦波。輸出正弦波頻率為： fOUT＝ M（ fMCLK/228） （ 1） 其中 ,M 為頻率控制字 ,由外部編程給定 ,其范圍為 0≤M≤228－ 1。 VDD 引腳為 AD9833 的模擬部分和數(shù)字部分供電 ,供電電壓為 － 。AD9833 內部數(shù)字電路工作電壓為 ,其板上的電壓調節(jié)器可以從 VDD 產(chǎn)生 穩(wěn)定電壓 ,注意：若 VDD 小于等于 ,引腳 CAP/ 應直接連接至VDD[10]。 數(shù)碼管顯示電路 圖 14 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管顯示分析 顯 示電路為四位數(shù)碼管，用來顯示實時波形的頻率。通過數(shù)碼管上的顯示，我們可以清楚的知道當前波形的頻率，以及工作的狀態(tài)。并可以通過按鍵來調節(jié)廣西師范大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 12 實時的工作頻率。 在實際的單片機系統(tǒng)中，往往需要多位顯示。動態(tài)顯示應用非常廣泛是一種最常見的多位顯示方法。 用數(shù)碼管顯示測得的數(shù)據(jù)，數(shù)碼管有 8 段而每段必需占用一個單片機的 IO口，所以一位數(shù)碼管必須占個單片機 IO 口，本次設計采用 4 位數(shù)碼管，則需要32 個 I/O 口，而 89C52 單片機的 I/O 口只有 32 個。動態(tài)顯示能夠很好的解決數(shù)碼管占用單片機 IO 口過多的問題。 所有數(shù)碼管的段選 全部連接在一起，如何能顯示不同的內容呢？動態(tài)顯示的原理是多位數(shù)碼管，交替來進行顯示，利用人的視覺暫留效果使人看到好像有多個數(shù)碼管同時顯示。 在編程時，要用單片機控制段選和位選，所謂的位選是選中其中一個數(shù)碼管，然后利用單片機輸出段碼，需要顯示的數(shù)字就能顯示在這位數(shù)碼管上了，延時一段時間后，再選中另一個數(shù)碼管，再輸出對應的段碼，高速交替。 在動態(tài)顯示程序中，各個位的延時時間長短是非常重要的，如果延時時間長，則會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時時間太短，則會出現(xiàn)顯示發(fā)暗且有重影。 靜態(tài)驅動就是給單獨每一個 LED 供電。這樣 每個 LED 都有足夠的電流，亮度也相應的比較高。動態(tài)掃描驅動就是把本來供給一個 LED 燈的電流，同時分給了 N 個燈，所以它的亮度會有所降低。當然在同時供給兩個 led 燈電流時不是平均的分配電流，而是 led 間掃描期間電流不斷地交替，掃描的頻率依據(jù)單片機的速度決定，也就是說各位的數(shù)碼管上的電流在掃描頻率內是供個其中一個led，在下一個掃描頻率內是供給了另一個 led[12]。若我們想讓這個 4 位數(shù)碼管的每段工作時的電流為 為正常工作時的電壓取 。所以我們選取 100歐的限流電阻。這樣每個 LED 工作時的電流 約為 LED 能亮的同時不會被燒壞。 按鍵電路 圖 214 為鍵盤接口電路的原理圖，圖中 按鍵在未按下時，通過一個電阻接到高電平，當按下時，按鍵導通。連接單片機的 IO 口接地變成低電平。當單片機檢測到按鍵變?yōu)榈碗娖綍r，進行頻率的切換。 廣西師范大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 13 圖 15 按鍵電路 3 軟件設計 軟件設計總流程圖 開 始初 始 化加 載 數(shù) 據(jù) 到A D 9 8 3 3 寄 存 器是 否 到 1 0 S輸 出 對 應 頻率 和 波 形按 鍵 按 下下 一 頻 率Y E SN OY E SN O 圖 16 軟件流程圖 廣西師范大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 14 D9833 有一個標準串行接口，可以與一些微處理器直接連接，用外部串行時鐘來往自身寫數(shù)據(jù)和控制信息，串行時鐘頻率最高可達 40MHz，在寫操作的過程中可能是連續(xù)的，也可能一直 保持高電平或低電平。如果有數(shù)據(jù) /控制信息寫入 AD9833， FSYNC 在 16 位信息寫進 AD9833 的過程中一直保持低電平。 FSYNC信號顯示 16 位信息被寫入 AD9833。 波形輸出軟件設計 當數(shù)據(jù)傳輸要到 AD9833 時， 置低電平。 80C51/80L51 8bit 字節(jié)形式傳輸數(shù)據(jù)，所以每次傳輸只需要 SCLK 下降沿。為把數(shù)據(jù)寫入 AD9833，第個 8bit數(shù)據(jù)傳輸完畢以后 依然要保持低電平，接著初始化下一個字節(jié)的的寫操作。結束后， 被置高電平。在兩次寫操作的過程中， SCLK 必須一直保80C51/80L51 本來是以 LSB 在前的格式輸出串行數(shù)據(jù)的。但是 AD9833 首先接受的是 MSB（目標寄存器寫時，首先 4 個 MSB 是控制信息，接下來 4 個是地址，8 個 LSB 才是數(shù)據(jù)）。因此， 80C51/80L51 的傳輸例程必須考慮到這點，重新安排位序，讓 MSB 先輸出 方波產(chǎn)生軟件設計 frequency_fun(500000,0x4000)。//設定 reg0 為 500k frequency_fun(100000,0x8000)。//設定 reg1 為 100k write_ad9833_d16(0x2020)。//調用 reg0 頻率數(shù)據(jù)，輸出三角波 display_data[3]=10。display_data[2]=5。display_data[1]=0。display_data[0]=0。 delay10s()。 write_ad9833_d16(0x2802)。//reg1 display_data[3]=10。display_data[2]=1。display_data[1]=0。display_data[0]=0。 delay10s()。 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frequency_fun(1000000,0x4000)。//500k,reg0 廣西師范大學 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 16 frequency_fun(202000,0x8000)。//100k,reg1 write_ad9833_d16(0x2020)。//reg0 display_data[3]=10。display_data[2]=5。display_data[1]=0。display_data[0]=0。 delay10s()。 write_ad9833_d16(0x2820)。//reg1 display_data[3]=10。display_data[2]=1。display_data[1]=0。display_data[0]=0。 delay10s()。 frequency_fun(100000,0x4000)。//50k,reg0 frequency_fun(40000,0x8000)。//20k,reg1 write_ad9833_d16(0x2020)。//reg0 display_data[3]=10。display_data[2]=10。display_data[1]=5。display_data[0]=0。 delay10s()。 write_ad9833_d16(0x2820)。//reg1 display_data[3]=10。display_data[2]=10。display_data[1]=2。display_data[0]=0。 delay10s()。 frequency_fun(20200,0x4000)。//10k,reg0 frequency_fun(10000,0x8000)。//5k,reg1 write_ad9833_d16(0x2020)。//reg0