【文章內(nèi)容簡介】 周 期 輸 出 正 脈 沖 信 號(hào) ，此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 因 此 它 可 用 作 對(duì) 外 部 輸 出 的 脈 沖 或 用 于 定 時(shí) 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每當(dāng) 用 作 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 將 跳 過 一 個(gè) ALE 脈 沖 。 如 想 禁 止 ALE 的 輸 出 可 在 SFR8EH 地 址 上 置 0。此 時(shí) ， ALE 只 有 在 執(zhí) 行 MOVX， MOVC 指 令 是 ALE 才 起 作 用 。 另 外 ， 該 引 腳 被 略 微 拉 高 。 如 果 微 處 理器 在 外 部 執(zhí) 行 狀 態(tài) ALE 禁 止 ， 置 位 無 效 ?！?　 /PSEN： 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 選 通 信 號(hào) 。 在 由 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 取 指 期 間 ， 每 個(gè) 機(jī) 器 周 期 兩 次/PSEN 有 效 。 但 在 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 這 兩 次 有 效 的 /PSEN 信 號(hào) 將 不 出 現(xiàn) ?！?　 /EA/VPP： 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 （ 0000HFFFFH） ， 不 管 是 否 有 內(nèi)部 程 序 存 儲(chǔ) 器 。 注 意 加 密 方 式 1 時(shí) ， /EA 將 內(nèi) 部 鎖 定 為 RESET； 當(dāng) /EA 端 保 持 高 電 平 時(shí) ， 此 間 內(nèi) 部程 序 存 儲(chǔ) 器 。 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳 也 用 于 施 加 12V 編 程 電 源 （ VPP） ?！?　 XTAL1： 反 向 振 蕩 放 大 器 的 輸 入 及 內(nèi) 部 時(shí) 鐘 工 作 電 路 的 輸 入 。9　 　 XTAL2： 來 自 反 向 振 蕩 器 的 輸 出 。 AT89S51 的晶振及其連接方法CPU 工作時(shí)都必須有一個(gè)時(shí)鐘脈沖。有兩種方式可以向 89S51 提供時(shí)鐘脈沖：一是外部時(shí)鐘方式，即使用外部電路向 89S51 提供始終脈沖，見圖 3(a)；二是內(nèi)部時(shí)鐘方式，即使用晶振由 89S51 內(nèi)部電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。一般常用第二種方法，其電路見圖 3(b)。 圖 33 89S51 的時(shí)鐘脈沖圖 33 中：J 一般為石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時(shí)也可以使用陶瓷濾波器。CC2：使用石英晶體時(shí)，C1=C2=30（177。10）pF使用陶瓷濾波器時(shí)，C1=C2=40（177。10）pF AT89S51 的復(fù)位使 CPU 開始工作的方法就是給 CPU 一個(gè)復(fù)位信號(hào)，CPU 收到復(fù)位信號(hào)后將內(nèi)部特殊功能寄存器設(shè)置為規(guī)定值，并將程序計(jì)數(shù)器設(shè)置為“0000H” 。復(fù)位信號(hào)結(jié)束后，CPU 從程序存儲(chǔ)器“0000H”處開始執(zhí)行程序。89S51 為高電平復(fù)位，一般有 3 種復(fù)位方法。ⅰ 上電復(fù)位。接通電源時(shí)ⅱ 手動(dòng)復(fù)位。設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。ⅲ 自動(dòng)復(fù)位。設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)滿足某一條件時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。圖 34 為最簡單的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位方法。 圖 34 89S51 的復(fù)位電路89S5110整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89S51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 各部分電路原理 DAC0832 芯片原理①管腳功能介紹（如圖 35 所示）圖 35 DAC0832 管腳圖(1) D7～D0：8 位的數(shù)據(jù)輸入端，D7 為最高位。(2)IOUT1：模擬電流輸出端 1。(3) IOUT2：模擬電流輸出端 2，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為0 時(shí)，輸出電流為 0， I OUT2與 IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即 IOUT1＋I(xiàn) OUT2＝常數(shù)。(4) Rfe：反饋電阻引出端，DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 Rfe 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，此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)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，V REF范圍為(+10～10)V。V REF端與 D/A 內(nèi)部 T 形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。(6) Vcc：芯片供電電壓，范圍為(+5~ 15)V。(7) GND（3 腳）：模擬量地，即模擬電路接地端。(8) GND（10 腳）：數(shù)字量地。 當(dāng) WR2 和 XFER 同時(shí)有效時(shí)，8 位 DAC 寄存器端為高電平“1” ，此時(shí) DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是輸入寄存器 Q 端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第一級(jí) 8 位輸入寄存器 Q 端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級(jí) 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。一般情況下為了簡化接口電路，可以把和直接接地，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。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入11方式，即把兩個(gè)寄存器都分別接成受控方式制作低頻信號(hào)發(fā)生器有許多方案：主要有單緩沖方式，雙緩沖方式和直通方式。單緩沖方式具有適用于只有一路模擬信號(hào)輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出的情形的優(yōu)點(diǎn)，但是電路線路連接比較簡單。而雙緩沖方式適用于在需要同時(shí)輸出幾路模擬信號(hào)的場合，每一路模擬量輸出需一片 DAC0832 芯片，構(gòu)成多個(gè) DAC0832 同步輸出電路，程序簡單化，但是電路線路連接比較復(fù)雜。根據(jù)以上分析，我們的課題選擇了單緩沖方式使用方便，程序簡單，易操作。②工作原理DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8 位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制； 8 位 DAC 寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制 2 個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。 DAC0832 與反相比例放大器相連，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號(hào)的極性與參考電壓的極性相反，數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 Vout1=Vref（數(shù)字碼/256）若 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出為雙極性，如圖 36 所示。Iout1Iout2VfbDAC0832U1567B1098CR2=RR1=2RR3=2RRVout2Vref=(字字 字128)/128+5VVout1I1I2圖 36 D/A 轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路圖 36 中，運(yùn)算放大器 A2的作用是把運(yùn)算放大器 A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。其原理是將 A2的輸入端 Σ 通過電阻 R1與參考電壓 VREF相連，V REF經(jīng) R1向 A2提供一個(gè)偏流 I1，其電流方向與 I2相反，因此運(yùn)算放大器 A2的輸入電流為 II 2之代數(shù)和。則 D/A 轉(zhuǎn)換器的總輸出電壓為：VOUT2= [(R3/R2) VOUT1+(R3/R1)] VREF設(shè) R1=R3=2R R2=R，則 VOUT2= (2VOUT1+VREF)DAC0832 主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本題目電路中的主要芯片。12 圖 37 LM324 原理圖 管腳圖LM324 時(shí)四運(yùn)放集成電路 ，它采用 14 腳雙列直插塑料封袋，外形上圖所示。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)算放大器可用圖中所示的符號(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， “OUT”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， “”為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 OUT 的信號(hào)與該輸入端的為相反；“+”為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 OUT 的信號(hào)與輸入端的相位相同。LM324 的引腳排列見圖 7。由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可但電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 13 軟件設(shè)計(jì)上，根據(jù)功能分了幾個(gè)模塊編程。模塊主要有：主程序模塊、方波模塊、三角波模塊、鋸齒波模塊、正弦波模塊、延時(shí)子程序模塊等。顯示波形模塊是利用 DAC0832 的 8 位特點(diǎn)，把波形的數(shù)據(jù)以 8 位數(shù)據(jù)的形勢送進(jìn) CPU 中，只要一按鍵就能顯示波形。 主程序流程圖 圖 41 主程序流程圖 本軟件設(shè)計(jì)過程中主要實(shí)現(xiàn)利用按鍵來控制不同波形的輸出，當(dāng)按鍵 KEY1 按下 1 次時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出方波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 2 次時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出三角波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 3 次時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出鋸齒波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 4 次時(shí)，函數(shù)發(fā)生器就輸出正弦波。通過按鍵可以以任意循環(huán)方式輸出不同波形，數(shù)碼管上顯示的數(shù)字分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的波形。按鍵 KEY2 按下時(shí)復(fù)位。 開始KEY1 按下 1 次 輸出方波KEY1 按下 3 次KEY1 按下 2 次KEY1 按下 4 次 N N N N NYYYY 輸出三角波 輸出鋸齒波 輸出正弦波14 方波程序流程圖圖 42 方波程序流程圖方波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 4000H，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0 時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)模擬量，然后延時(shí)，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0FFH 時(shí)，同樣輸出對(duì)應(yīng)模擬量，再延時(shí)，從而得到方波。 三角波程序流程圖 圖 43 三角波程序流程圖開 始置 DAC0832口 地 址 40H（ A） ?0832輸 出A+1?A=0? A1?輸 入 一 個(gè) 數(shù) 字 量 FH?A（ A） ?0832輸 出輸 入 一 個(gè) 數(shù) 字 量 0H?A A=0?YN NY開 始置 Ｄ Ａ Ｃ 0832口 地 址 ４ 0H輸 出 對(duì) 應(yīng) 模 擬 量0H?A延 時(shí)Ｆ Ｆ H?A輸 出 對(duì) 應(yīng) 模 擬 量延 時(shí)15三角波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 4000H，通過 A 中數(shù)值的加一遞升，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0 時(shí)，與0FFH 相比，相等時(shí) A 中的內(nèi)容減一遞減，從而循環(huán)產(chǎn)生三角波。 鋸齒波程序流程圖 開始 0 0 H → A（ A ） → 0 8 3 2 輸出（ A ） = F 0 H ？A + 1 → A置 D A C 0 8 3 2 口地址 4 0 0 0 HNY 圖 44 鋸齒波程序流程圖鋸齒波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 4000H，然后將 00H 送入寄存器 A 中，DAC0832 輸出 A 中的內(nèi)容，當(dāng) A 中的內(nèi)容等于 F0H 返回開始，當(dāng) A 中的內(nèi)容不為 0FH 時(shí)，A 中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。 正弦波程序流程圖 開始置 ＤＡＣ 0 8 3 2 口地址 ４ 0 0 0 H查表格取數(shù)送 0 8 3 2Ｒ １ + 1 → Ｒ １取表格初值 R 1 ← 0 0 H 圖 12 正弦波程序流程圖16 產(chǎn)生各種波形電壓輸出范圍及頻率如下： 本作品可以產(chǎn)生方波、鋸齒波、三角波、正弦波等，同時(shí)用 LED 顯示燈指示對(duì)應(yīng)的波形,同時(shí)，用戶可以調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù) RC 實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的調(diào)節(jié)。 波形準(zhǔn)確并且平滑。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實(shí)用性。通過調(diào)試，波形無明顯失真，且基本符合本設(shè)計(jì)的基本要求?；疽笕缦拢盒盘?hào)頻率范圍 1Hz～1KHz正弦波峰峰值1V 幅值可調(diào) 幅值可調(diào) 幅值可調(diào) 幅值可調(diào)頻率控制方式手動(dòng) 通過改變時(shí)間常數(shù)RC實(shí)現(xiàn)。 示波器測試的波形測試結(jié)果如圖所示:方波： 三角波： 17鋸齒波： 正弦波: 圖 51 各波形圖