【文章內(nèi)容簡介】 規(guī)定值，并將程序計數(shù)器設置為“ 0000H”。復位信號結(jié)束后， CPU 從程序存儲器“ 0000H”處開始執(zhí)行程序。89S51 為高電平復位，一般有 3 種復位方法。 ⅰ 上電復位。接通電源時 ⅱ 手動復位。設置一個復位按鈕，當操作者按下按鈕時產(chǎn)生一個復位信號。 ⅲ 自動復位。設計一個復位電路，當系統(tǒng)滿足某一條件時自動產(chǎn)生一個復位信號。 圖 34 為最簡單的上電復位和手動復位方法。 圖 34 89S51 的復位電路 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)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 89S51 10 此外， AT89S51 設有穩(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 DAC 寄存器中數(shù)據(jù) 全為 1 時，輸出電流最大，當 DAC 寄存器中數(shù)據(jù) 全為 0時，輸出電流為 0， IOUT2與 IOUT1的和為一個常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝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， VREF范圍為 (+10～ 10)V。 VREF端與 D/A 內(nèi)部 T 形電阻網(wǎng)絡相連。 (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 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 11 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。 I o u t1I o u t2V f bD A C 0 8 3 2U1567B1098CR 2 = RR 1 = 2 RR 3 = 2 RRV o u t2V r e f = (數(shù)字碼 1 2 8 ) / 1 2 8+ 5 VV o u t 1I1I2 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， VREF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 I I2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 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 ，因此被廣泛應用在各種電路中。 13 軟件設計上，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 本軟件設計過程中主要實現(xiàn)利用按鍵來控制不同波形的輸出，當按鍵 KEY1 按下 1 次時，函數(shù)發(fā)生器就輸出方波；當按鍵 KEY1 按下 2 次時，函數(shù)發(fā)生器就輸出三角波；當按鍵 KEY1 按下 3 次時，函數(shù)發(fā)生器就輸出鋸齒波；當按鍵 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)字分別對應相應的波形。按鍵 KEY2 按下時復位。 方波程序流程圖 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 N Y Y Y Y 輸出三角波 輸出鋸齒波 輸出正弦波 14 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 A 中的內(nèi)容為 0 時，輸出對應模擬量，然后延時，當 A 中的內(nèi)容為 0FFH 時，同樣輸出對應模擬量，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 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 A 中的內(nèi)容為 0 時，與 0FFH開始置 DAC 0832 口地址 4000 H（ A ） ? 0832 輸出A + 1 ? AA = 0 ?A 1 ? A輸入一個數(shù)字量 FFH ? A（ A ） ? 0832 輸出輸入一個數(shù)字量 00 H ? AA = 0 ?YNNY開始置 ＤＡＣ 0832 口地址 ４ 000 H輸出對應模擬量00 H ? A延時ＦＦ H ? A輸出對應模擬量延時 15 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0H→A（A）→0832輸出（A）=F0H？A+1→A置DAC0832口地址40HNY 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 A 中的內(nèi)容等于 F0H 返回 開始，當 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 Ｄ Ａ Ｃ 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)。 波形準確并且平滑。本系統(tǒng)設計簡單、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，且基本符合本設計的基本要求。 基本要求如下：信號頻率范圍 1Hz～ 1KHz 正弦波峰峰值 1V 幅值可調(diào) 鋸齒波峰峰值 幅值可調(diào) 三角波峰峰值 幅值可調(diào) 方波峰峰值 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 以上就是該設計所得出的波形圖，可以看出，波形準確并且平滑。由于各方面的原因，能測試出的具體數(shù)據(jù)就不列出了。 畢業(yè)設計的完成和論文的完成要感謝很多人。 首先要感謝學校給我提提供了做這個系統(tǒng)的機會，感謝學校的各位領導和老師一直以來 對我的教導和幫助。 感謝劉世熙老師，給我進行了很多的輔導，不僅在技術(shù)上給了我很大幫助，也在系統(tǒng)需求和設計方面給予了我很大幫助。老師的諄諄教導，使我受益匪淺。 劉 老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 劉 老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。 我 對 劉 老師的感激之情是無法用言語表達的。 感謝學校其他老師和同學給予的幫助和支持。經(jīng)過近半年的鍛煉和學習 ,我學到了許多書本上沒有的 18 知識 ,從方案的論證、 課題的選擇、電路原理，到電路上元器件的焊接、電路的調(diào)試，程序的編寫，調(diào)試下載，一步步，我收獲很大。在設計中，我力求硬件電路簡單，充分發(fā)揮軟件靈活方面的特點，滿足系統(tǒng)設計要求。這中間，我遇到了許多困難，在老師的幫助下，一個個也都戰(zhàn)勝了。