【導讀】利用AT89S52單片機采用程序設計方法產生弦波、方波、三角波三種波形，調試所設計的系統(tǒng)程序，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)設計基本要求。波形)，然后用其它儀表測量感興趣的參數(shù)?？梢娦盘栐丛诟鞣N實驗應用和試驗。測試處理中，它的應用非常廣泛。它不是測量儀器，而是根據使用者的要求，目前我國己經開始研制波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。我國波形發(fā)生器還沒有形成真正的產業(yè)。就目前國內的成熟產品來看，多為一。制顯得迫在眉睫。大，最終由示波器顯示出來，能產波形。通過鍵盤來控制三種波形的類型選。信號發(fā)生部分、數(shù)/模轉換部分以及液晶顯示部分三部分。

　　

【正文】 ●DAC0832的工作方式： DAC0832進行 D/A 轉換，可以采用兩種方法對數(shù)據進行鎖存 第一種方法 是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而 DAC 寄存器工作在直通狀態(tài)。具體地說，就是使和都為低電平， DAC 寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外，使輸入寄存器的控制信號 ILE 處于高電平、 處于低電平，這樣，當端來一個負脈沖時，就可以完成 1次轉換 。 第二種方法 是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而 DAC 寄存器工作在鎖存狀河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 24 態(tài)。就是使和為低電平， ILE 為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號處于無效狀態(tài)而直通；當 和 端輸入 1個負脈沖時，使得 DAC 寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據進行轉換。 第三節(jié) LCD1602 1602液晶也叫 1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個 5X7或者 5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行 間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形 [16] LCD1602示意圖： 圖 LCD1602 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 25 ●管腳功能 第 1 腳：為電源地 第 2 腳：接 5V電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度）。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據端。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極， 16 腳背光負極。 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 26 第四節(jié) RAM62256 62256 是 32K 的低功耗靜態(tài) RAM 存儲器 . 用 P0 和 P2 來擴展外部ram（就是用 P0 和 P2與 62256 對應的管腳相連接），假設 接 WR， 接RD， 接 CS，那么就可以確定 個外部 RAM 的一個地址，想往外部 RAM 的一個地址寫一個字節(jié)時，地址可以定為 XBYTE [0x4000]，其中 WR， CS為低， RD為高，那就是高位的 4（ 0100 也就是 和 輸出了低電平，而 輸出了高電平，目的當然是要選通 62256 并且向 62256 寫入數(shù)據），其它位的可以根據情況自己定 （也就是其它位是什么不打緊，關鍵就是控制 wr， cs， rd 的那幾個位要符合選通，讀，寫的規(guī)定就可以了），現(xiàn)在我們向 62256 中寫個 26 進去就可以使 用這條語句： XBYTE [0x4000] = 26 MCS51單片機系統(tǒng)擴展時，一般使用 P0口作為地址低 8位（與數(shù)據口分時復用），而 P2 口作為地址高 8位，它共有 16根地址總線， 尋址空間為 64KB。 62256 引腳功能 A0 – A14 地址總線 (Address) D0 /D7 輸入 /輸出口 (nput/output) CS 端口選擇 (Chip select) 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 27 WE 輸入始能 (Write enable) OE 輸出始能 (Output enable) VCC 電源始能 (Power supply) VSS 接地 (Ground)河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 28 第五章 系統(tǒng)的設計 總體思路： 經過考慮，我們確定方案如下：利用 AT89S52 單片機采用程序設計方法產生三角波、正弦波、矩形波三種波形，再通過 D/A 轉換器 DAC0832 將數(shù)字信號轉換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來，通過鍵盤來控制三種波形的類型選擇、頻率變化，最終輸出顯示其各自的類型以及數(shù)值。 下圖為總體框圖 圖 系統(tǒng)的總體框圖 第一節(jié) 硬件的設計 ●總體 原理 系統(tǒng)大致包括 單片機最小系統(tǒng)的設計 、 波形產生模塊 、 顯示模塊的設計 以及 鍵盤輸入模塊的設計 [15] 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 29 總原理圖如下： 圖 總原理圖 ●單片機最小系統(tǒng)的設計 硬件的最小系統(tǒng) 由電源 ,主板和 CPU、內存組成 .在這個系統(tǒng)中 ,沒有任何信號線的連接 ,只 有電源到主板的電源連接 .在判斷的過程中通過聲音來判斷這一核心組成部分是否可正常工作， AT89S52 是片內有 ROM/EPROM 的單片機，因此，這種芯片構成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠。用 AT89S52 單片機構成最小應用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，如圖 ()AT89S52 單片機最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應用特點： (1) 有可供用戶使用的大量 I/O 口線。 (2) 內部存儲器容量有限且應用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 最小系統(tǒng)圖如下： 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 30 圖 最小系統(tǒng) ●波形產生模塊 在第三章的第一節(jié)就確定本次采用 通過單片機控制 D/A，輸出三種波形也就是說 采用編程方法產生三種波形、通過 DA 轉換模塊 DAC0832 再進過濾波放大之后輸出。其電路圖如下所示： 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 31 圖 波形 產生 模塊 如上圖所示，單片機的 P0 口連接 DAC0832 的八位數(shù)據輸入端， DAC0832的輸出端接放大器，經過放大后輸出所要的波形。 ●顯示模塊的設計 由第三章第三節(jié)可知本次用的 LCD1602 液晶顯示器， 通過液晶 1602 顯示輸出的波形、頻率，其電路圖如下： 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 32 圖 顯示模塊 如上圖所示， 1602 的八位數(shù)據端接單片機的 P1 口，其三個使能端 RS、 RW、E 分別接單片機的 —。通過軟件控制液晶屏可以顯示波形的種類以及波形河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 33 ●鍵盤輸入模塊的設計 在第三章的第四節(jié)就確認本次設計采用 獨立鍵盤，其連接電路圖如下： 圖 鍵盤 圖中鍵盤獨立鍵盤引出的八跟線分 別接單片機的 P2 口，只用其第四列，因此在程序初始化時 腳給低電平。如圖開關 3 用來切換輸出波形、開關 7 和 8用來調節(jié)頻率的加減。當按開關 7 時輸出波形的頻率增加，按開關 8 時輸出波形的頻率減小。 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 34 第二節(jié) 軟件的設計 本系統(tǒng)采用 AT89S52 單片機，用編程的方法來產生三種波形，并通過編程 來切換三種波形以及波形頻率的改變。 與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢所以 程序用 C 語言編寫，開發(fā)環(huán)境為 KEIL。 要求：（ 1）各個波形的切換；（ 2）各種參數(shù)的設定；（ 3）頻率增減等 。 軟件調通后，通過編程器下載到 AT89S52 芯片中，然后插到系統(tǒng)中即可獨立完成所有的控制。 軟件的流程圖如下： 圖 流程圖 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 35 程序的檢測 結果如下圖： 圖 58 程序檢測 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 36 結 論 經過這么長時間的努力，本次畢業(yè)設計終于做完了，由于我知識水平有限，有很多不恰當?shù)牡胤剑埨蠋熤刚?，我會虛心接受并修改。在本次課程設計過程中，通過理論與實際的結合，增強了自己的動手能力和分析能力。 本系統(tǒng)利用單片機 AT89S52 采用程序設計方法產生鋸齒波、正弦波、矩形波三種波形，再通過 D/A轉換器 DAC0832 將數(shù)字信號轉換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來，能產波形。通過鍵盤來控制三種波形的類型選擇、頻率變化，并通過液晶屏 1602 顯示其各自的類型以及數(shù)值。 在此過程中，我學會了很多，也看到了很多自己的不足之處。在單片機應用方面自己掌握還有待提高，在以后的學習生活中，我會更加努力學習專業(yè)知識，完善自我，為將來的發(fā)展做好充分的準備。 總之，在這次 課程 設計中，我 受益匪淺， 學到了很多書本上所沒有的東西，懂得了理論和實際聯(lián)系的重要性，使自身得到了鍛煉。明白了在以后的學習中，不僅要把理論知識 掌握牢固，更要提高自己的動手能力、分析能力與實踐能力。 河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 37 致 謝 畢業(yè)設計完成了，在這個過程中我學到了很多東西。首先我要感謝我的導師趙雙趙老師，她在我完成論文的過程中，給予了我很大的幫助。在論文開始的初期，我對于論文的結構以及文獻選取等方面都有很多問題，畢竟大學里面學的都是些理論，突然一下子就要我們應用到實際是有困難的，不過趙老師知識淵博，在趙老師的提示與知道下，我逐步地進行我的畢業(yè)設計，由開始的舉步維艱到漸入佳境無不傾注著趙老師的辛勤的汗水和心血。趙老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私 的奉獻精神使我深受啟迪。從老師身上，我不僅學到了扎實的專業(yè)知識，也學到了做人道理，在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。當然還得感謝同學們的幫助。河北工程大學 機電學院畢業(yè)設計 38 參考文獻 [1] 河北農業(yè)大學學報 . 數(shù)字信號發(fā)生器的設計 [I]． 2020 年 1 期 [2] 胡漢才．單片機原理與接口技術 [M]．北京：清華大學出版社， ． [3] 樓然苗等． 51 系列單片機設計實例 [M]．北京：北京航空航天出版社， ． [4] 趙曉安 . MCS51 單片機原理及應用 [M]. 天津：天津大學出版社， ． [5] 肖洪兵 . 跟我學用單片機 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 ,． [6] 陳偉人 .單片微型計算機原理與應用 [M].北京：清華大學出版社 , . [7] 楊素行主編 模擬電子技術基礎簡明教程 [M]. 高等教育出版社， 2020 [8] 蔣輝平主編 單片機原理與應用設計 [M]. 北京航空航天大學出版社 2020 [9] 何立民 . 單片機高級教程 [M]．北京：北京航空航天大學出版社， 2020 [10] 于鳳明．單片機原理及接口技術 [M]．北京：中國輕工業(yè)出版社． 1998． [11] 李廣第． 單片機基礎 [M]． 第 1 版．北京：北京航空航天大學出版社， 1999. [12] 何立民．從 Cygnal 80C51F 看 8 位單片機發(fā)展之路 [M]． 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用， 2020 年，第 5 期： P5~8. [13] 徐惠 民、安德寧． 單片微型計算機原理接口與應用 [M]． 第 1 版． 北京：北京郵電大學出版社， 1996. [14] 夏繼強 . 單片機實驗與實踐教程 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 ,2020． [15] 戴仙金主編 51 單片機及其 C 語言匯編程序開發(fā) [M]. 清華大學出版社，2020 [16] 高吉主編 全國大學生電子設計競賽培訓系列教程 [M]. 電子工業(yè)出版社202