【文章內(nèi)容簡介】 周 期 輸 出 正 脈 沖 信 號 ，此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 因 此 它 可 用 作 對 外 部 輸 出 的 脈 沖 或 用 于 定 時 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每當(dāng) 用 作 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ， 將 跳 過 一 個 ALE 脈 沖 。 如 想 禁 止 ALE 的 輸 出 可 在 SFR8EH 地 址 上 置 0。此 時 ， 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 器 的 選 通 信 號 。 在 由 外 部 程 序 存 儲 器 取 指 期 間 ， 每 個 機 器 周 期 兩 次/PSEN 有 效 。 但 在 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ， 這 兩 次 有 效 的 /PSEN 信 號 將 不 出 現(xiàn) 。　 　 /EA/VPP： 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器 （ 0000HFFFFH） ， 不 管 是 否 有 內(nèi)部 程 序 存 儲 器 。 注 意 加 密 方 式 1 時 ， /EA 將 內(nèi) 部 鎖 定 為 RESET； 當(dāng) /EA 端 保 持 高 電 平 時 ， 此 間 內(nèi) 部程 序 存 儲 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 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 工作時都必須有一個時鐘脈沖。有兩種方式可以向 89S51 提供時鐘脈沖：一是外部時鐘方式，即使用外部電路向 89S51 提供始終脈沖，見圖 3(a)；二是內(nèi)部時鐘方式，即使用晶振由 89S51 內(nèi)部電路產(chǎn)生時鐘脈沖。一般常用第二種方法，其電路見圖 3(b)。 圖 33 89S51 的時鐘脈沖圖 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)定度要求不高時也可以使用陶瓷濾波器。CC2：使用石英晶體時，C1=C2=30（177。10）pF使用陶瓷濾波器時，C1=C2=40（177。10）pF AT89S51 的復(fù)位使 CPU 開始工作的方法就是給 CPU 一個復(fù)位信號，CPU 收到復(fù)位信號后將內(nèi)部特殊功能寄存器設(shè)置為規(guī)定值，并將程序計數(shù)器設(shè)置為“0000H” 。復(fù)位信號結(jié)束后，CPU 從程序存儲器“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ⅱ 手動復(fù)位。設(shè)置一個復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時產(chǎn)生一個復(fù)位信號。ⅲ 自動復(fù)位。設(shè)計一個復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)滿足某一條件時自動產(chǎn)生一個復(fù)位信號。圖 34 為最簡單的上電復(fù)位和手動復(fù)位方法。 圖 34 89S51 的復(fù)位電路89S5110整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，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，定時器，計數(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，輸出電流最大，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為0 時，輸出電流為 0， I OUT2與 IOUT1的和為一個常數(shù)，即 IOUT1＋I 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算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個反饋電阻接在運算放大器的輸出端和輸入端之間。(5) Vref：參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負電壓，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 同時有效時，8 位 DAC 寄存器端為高電平“1” ，此時 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，第一級 8 位輸入寄存器 Q 端的狀態(tài)則鎖存到第二級 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器進行 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 8 位 DAC 寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級 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，即把兩個寄存器都分別接成受控方式制作低頻信號發(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輸出或幾路模擬信號非同步輸出的情形的優(yōu)點，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輸出幾路模擬信號的場合，每一路模擬量輸出需一片 DAC0832 芯片，構(gòu)成多個 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 個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。 DAC0832 與反相比例放大器相連，實現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號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，運算放大器 A2的作用是把運算放大器 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提供一個偏流 I1，其電流方向與 I2相反，因此運算放大器 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 時四運放集成電路 ，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算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。每一組運算放大器可用圖中所示的符號來表示，它有 5 個引出腳，其中“+” 、 “”為兩個信號輸入端， “V+”、 “V”為正、負電源端， “OUT”為輸出端。兩個信號輸入端中， “”為反相輸入端，表示運放輸出端 OUT 的信號與該輸入端的為相反；“+”為同相輸入端，表示運放輸出端 OUT 的信號與輸入端的相位相同。LM324 的引腳排列見圖 7。由于 LM324 四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可但電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 13 軟件設(shè)計上，根據(jù)功能分了幾個模塊編程。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、延時子程序模塊等。顯示波形模塊是利用 DAC0832 的 8 位特點，把波形的數(shù)據(jù)以 8 位數(shù)據(jù)的形勢送進 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)計過程中主要實現(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，函數(shù)發(fā)生器就輸出方波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 2 次時，函數(shù)發(fā)生器就輸出三角波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 3 次時，函數(shù)發(fā)生器就輸出鋸齒波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 4 次時，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)字分別對應(yīng)相應(yīng)的波形。按鍵 KEY2 按下時復(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，輸出對應(yīng)模擬量，然后延時，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0FFH 時，同樣輸出對應(yīng)模擬量，再延時，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 數(shù) 字 量 FH?A（ A） ?0832輸 出輸 入 一 個 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 應(yīng) 模 擬 量0H?A延 時Ｆ Ｆ H?A輸 出 對 應(yīng) 模 擬 量延 時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，與0FFH 相比，相等時 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，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，同時用 LED 顯示燈指示對應(yīng)的波形,同時，用戶可以調(diào)節(jié)時間常數(shù) RC 實現(xiàn)對頻率的調(diào)節(jié)。 波形準(zhǔn)確并且平滑。本系統(tǒng)設(shè)計簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實用性。通過調(diào)試，波形無明顯失真，且基本符合本設(shè)計的基本要求?；疽笕缦拢盒盘栴l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 通過改變時間常數(shù)RC實現(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