【導讀】本次設(shè)計的主要目的就是為了學習基于單片機的函數(shù)發(fā)生器的工作原理，設(shè)計。從事本次設(shè)計不僅可以讓我對函數(shù)發(fā)生器的原理有更深的了解，其設(shè)計內(nèi)容主要包括單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計、DA轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計、鍵。其中DA轉(zhuǎn)換模塊包括2塊DAC0832芯片和OP07運放電。LCD1602上顯示波形類型、電壓和頻率，并且可以通過示波器來觀察其輸出的波形。

　　

【正文】 到 EEPROM 的控制。 （ 7）外設(shè)（ Perpherals）菜單 外設(shè)菜單是外圍模塊菜單命令，用于控制芯片的復位和片內(nèi)功能模塊的控制。 （ 8）工具（ Tools）菜單 工具菜單主要用于支持第三方調(diào)試系統(tǒng)，包括 Gimpel Software 公司的PCLint 和西門子公司的 EasyCase. （ 9）軟件版本控制系統(tǒng)（ SVCS）菜單 軟件版本控制系統(tǒng)菜單命令用于設(shè)置和運行軟件版本 控制系統(tǒng)。 （ 10）窗口（ Windows）菜單 窗口菜單命令用于設(shè)置窗口的排版方式，與 Windows 的窗口管理兼容。 （ 11）幫助（ Help）菜單 幫助菜單用于提供軟件幫助信息和版本說明。 二、利用 Keil uVision3 創(chuàng)建新項目 Keil uVision3 中的項目是一個特殊 結(jié)構(gòu)的文件，它包含應用開發(fā)系統(tǒng)相關(guān)所以文件的相互關(guān)系，在 Keil uVision3 中，主要使用項目來進行應用系統(tǒng)的開發(fā)。創(chuàng)建一個新項目的詳細步驟為： 選擇菜單命令 Project|New Project，彈出“ Creat New Project”對話框。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 在對話框中選擇新項目要保存的路徑和文件名，單擊“保存”按鈕即可。 Keil uVision3 的項目文件擴展名為 .uv2。 單擊“保存”按鈕后，彈出“ Select Device for Target”對話框。用戶需要在左側(cè)的芯片列表中選擇調(diào)試使用的 51 系列單片機型號，使對話框右側(cè)的“ Descripion”文本框可以查看選中單片機型號的說明。 單擊“ Select Device for Target”對話框中的“確定”按鈕，程序會詢問是否將標準 51初始化程序加入到項目中，選擇“是”，程序會自動復制標準 51初始化程序到項目所在目錄并將其加入項目文件。 下面需要向項目中添加文件。選中項目窗口中的文件組后單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單 中選擇 Add Files to Group”項添加所需文件。 如果沒有現(xiàn)成的程序，就需要新建一個程序文件。單擊新建文件的快捷按鈕，屏幕中出現(xiàn)一個新的文字編輯窗口，這樣就可以在新的窗口中輸入需要的程序了 。 第二節(jié) 系統(tǒng)軟件流程設(shè)計 一、系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計，初始化時輸出的是方波，顯示方波的幅值和頻率。通過按鍵可以選擇調(diào)節(jié)頻率還是調(diào)節(jié)幅值以及選擇輸出正弦波和三角波。流程圖如圖 ： 開 始初 始 化調(diào) 用 按鍵 程 序調(diào) 用 顯 示 程 序刷 新 顯 示 內(nèi) 容主 程 序 圖 主程序流程圖 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 二 、子系統(tǒng)軟件設(shè)計 ○ 1 外部中斷 0 本設(shè)計采用外部中斷 0控制波形類型的選擇以及幅值頻率的增加，當程序檢測 到外部中斷 0時，執(zhí)行相應的操作。其程序流程圖如圖 所示： 外 部 中 斷 0開 始關(guān) 中 斷波 形 控 制 ？變 換波 形頻 率 控 制 ？增 加頻 率幅 值 控 制 ？增 加幅 值開 中 斷中 斷 返 回調(diào) 用 頻 率控 制 程 序調(diào) 用 幅 值控 制 程 序是是是否否否 圖 外 部中斷 0程序流程 ○ 2 外部中斷 1 本設(shè)計采用外部中斷 1控制波形類型的選擇以及幅值頻率的減小，當程序檢測到外部中斷 1時，執(zhí)行相應的操作。其程序流程圖如圖 所示： xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 ○ 3 定時器 0 本設(shè)計采用定時器 0 來控 制波形頻率的改變，通過裝初值來改變定時從而改變頻率。其流程圖如 圖 所示 ： 外 部 中 斷 1開 始關(guān) 中 斷波 形 控 制 ？變 換波 形頻 率 控 制 ？減 小頻 率幅 值 控 制 ？減 小幅 值開 中 斷中 斷 返 回調(diào) 用 頻 率控 制 程 序調(diào) 用 幅 值控 制 程 序是是是否否否 圖 外部中斷 1程序流程 定 時 中 斷 0開 始關(guān) 中 斷關(guān) 定 時 器裝 初 值開 中 斷開 定 時 器中 斷 返 回 圖 定時器 0 程序流程 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 三、系統(tǒng)詳細流程 系統(tǒng)詳細流程圖如圖 所示： 開 始初 始 化 單 片 機 各 端 口 、初 始 化 定 時 器 、 初 始 化液 晶無 按 鍵 按 下 時 液 晶 默 認 顯 示 方 波 的 幅值 、 頻 率 ， 且 當 前 為 模 式 選 擇 狀 態(tài)功 能 鍵 按 下“ + ” 鍵 按 下 “ ” 鍵 按 下程 序 跳 至 三角 波 產(chǎn) 生 程序 處 執(zhí) 行程 序 跳 至 正弦 波 產(chǎn) 生 程序 處 執(zhí) 行頻 率 控制 模 式幅 值 控制 模 式通 過 “ + ” “ ” 按 鍵 來 改變 頻 率 的 大 小通 過 “ + ” “ ” 按 鍵 來 改變 幅 值 的 大 小液 晶 顯 示 當 前 波 形 幅值 、 頻 率 的 大 小結(jié) 束 圖 系統(tǒng)詳細流程圖 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 第 三 節(jié) 本章小結(jié) 本章主要介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計的思路，包括系統(tǒng)總體設(shè)計的流程圖 、定時器、外部中斷的程序流程的設(shè)計 以及在軟 件調(diào)試過程中遇到的問題。其實，軟件設(shè)計的思路和流程圖的設(shè)計并不復雜，復雜的是程序編輯和編譯。如何使 程序編譯無誤并實現(xiàn)其功能才是真正嚴峻的問題。 在用 Keil 軟件編程編譯的過程中，遇到一些問題是不可避免的，如 C語言編程格式問題，如何一一化解這需要一定的編程經(jīng)驗和專業(yè)基礎(chǔ)，這里將不一一敘述。在這次程序調(diào)試過程中主要遇到兩個棘手的問題：第一個是無法將程序燒進單片機。當時只想到可能是燒寫軟件沒有設(shè)置好，或者計算機端口跟軟件端口不匹配，但是經(jīng)過檢查后這些都沒問題，弄了半天都找不到問題的根源，后來在無意中看到 51 單片機相 關(guān)資料后發(fā)現(xiàn) 51 單片機的 ROM 只有 4K 大小，也就是說只能容納 4K 大小 的程序，但是我編的程序卻有 7K 左右，難怪燒不進去，面對這一問題，要么削減程序，要么把 51 的單片機換成 8K的 52 系列的單片機，要想從 7K 削減至 4K基本不可能，所以只能換成 52 的單片機。其實 51 系列單片機跟 52 系列單片除了 ROM大小不同，其他都一樣，所以對本設(shè)計沒有任何影響。第二個問題是按鍵掃描程序的問題。剛開始按下按鍵時，液晶顯示無任何變化。通過網(wǎng)上查閱知道可能是按鍵程序沒有消抖，所謂消抖就是延時幾毫秒后再判斷按鍵是否按下，通過檢查程序，發(fā)現(xiàn)果真沒有消抖。添上一行簡單的程序后問題就得到了解決。可想而知，搞軟件 更加需要嚴謹?shù)膽B(tài)度，小小的一行程序就有可能是整個設(shè)計無法完成。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 第五章 設(shè)計成果 本次設(shè)計的結(jié)果無論從硬件的焊接上還是從軟件的調(diào)試上都基本上還算令人滿意。液晶正常顯示，示波器上也能正常顯示波形。本章將一一介紹本設(shè)計的各個模塊的性能，包括液晶的顯示情況和示波器上波形的顯示情況。 第一節(jié) 實物展示和性能說明 一、 系統(tǒng)設(shè)計的實物整體 本設(shè)計的完整實物圖如圖 所示： 圖 本設(shè)計的實物整體展示圖 本實物圖中包括供電電源、函數(shù)發(fā)生器和示波器三個部分。 電源：它通過一 個變壓器將 220 伏的電壓經(jīng)過處理后能提供本設(shè)計中要求xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 的 5伏和正負 12伏的電壓。其中 5伏電壓是供單片機系統(tǒng)和 MC1403芯片使用，正負 12伏電壓時供 OP07 芯片使用。 函數(shù)發(fā)生器：該部分是本設(shè)計的核心主題，接通電源后，它將產(chǎn)生方波、三角波、正弦波三種波形，而且上面的液晶能顯示波形的類型、幅值大小和頻率的大小，接上示波器就能在示波器上顯示波形。 示波器：它是用來顯示從函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的波形，可以通過它開判斷函數(shù)發(fā)生器是否正常工作。 二、 液晶顯示模塊 本設(shè)計要求在液晶上顯示波形的類型、波形的幅值大小和頻率大小。下面將一一展示三種波形的顯示情況。方波的顯示如圖 所示： 圖 方波的顯示圖 圖 所示液晶上 A 代表波形的幅值 ，此時按“ +”、“ — ”按鍵可以改變賦值的大小。其中 Mode： F表示當前的波形類型為方波，而液晶第二行的 F 表示計數(shù)器的計數(shù)初值，計數(shù)初值的改變導致頻率的改變。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 三角波的顯示情況如圖 ： 圖 三角波的顯示圖 圖 所示液晶上 A代表波形的幅值 ， M表示波形類型選擇模式，此時按“ +”、“ — ”按鍵可以選擇波形的類型。其中 Mode： S 表示當前的波形類型為三角波，同樣液晶第二 行的 F 表示計數(shù)器的計數(shù)初值，計數(shù)初值的改變導致頻率的改變。 正弦波的顯示情況如圖 ： 圖 正弦波的顯示圖 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 所示液晶上 A代表波形的幅值 ， M表示波形類型選擇模式，此時按“ +”、“ — ”按鍵可以選擇波形的類型。其中 Mode： Z 表示當前的波形類型為正弦波，同樣液晶第二行的 F 表示計數(shù)器的計數(shù)初值，計數(shù)初值的改變導致頻率的改變，此時若按功能鍵，則液晶第二行的 M 變?yōu)?A 或 F（ A 為 幅值 改變模式， F 為頻率改變模式）。 三、示波器顯示模塊 示波器主要用于顯示函數(shù)發(fā)生器 輸出的波形，用它可以檢測函數(shù)發(fā)生器 是否正常工作。 方波顯示情況如圖 ： 圖 示波器上的方波顯示效果圖 圖 中示波器 的垂直刻度每格為 2V，其中方波所占 格，所以它的幅值為 5V。圖中所示的只是方波顯示的瞬間情況，然而通過函數(shù)發(fā)生器的按鍵可以改變波形的幅值和頻率從而導致波形形狀的不同。 三角波顯示情況如圖 所示： xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 示波器的垂直刻度每格為 2V，其中三角波所占 格，所以它的幅值為 5V。圖中所示的只是三角波顯示的瞬間情況，然而通過函數(shù)發(fā)生器的按鍵可以改變波形的幅值和頻率從而導致波形形狀的不同。 圖 示波器上三角波的顯示效果圖 正弦波顯示情況如圖 所示： 圖 示波器上正弦波的顯示效果圖 圖 示波器的垂直刻度每格為 2V，其中三角波所占 格，所以它的幅值為 5V。圖中所示的只是 正弦 波顯示的瞬間情況，然而通過函數(shù)發(fā)生器的按鍵可以改變波形的幅值和頻率從而導致波形形狀的不同。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 第二節(jié) 本章小結(jié) 本章 主要是對設(shè)計成果的展示和介紹，通過這一章的介紹，我們了解到了此次設(shè)計的函數(shù)發(fā)生器的一些性能。雖然設(shè)計的結(jié)果可能談不上完美，但是基本上能夠滿足設(shè)計的要求。 xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 結(jié) 論 經(jīng)過了幾個月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。 此次畢業(yè)設(shè)計的過程真的可以用坎坷艱辛來形容啊，第一次硬件調(diào)試以失敗而告終，于是重新焊了一塊電路板。功夫不負有心人，第二次的調(diào)試終于成功。 通過這次 設(shè)計 ， 我的動手能力和思考能力都有所提高，尤其是鍛煉了我的耐力。 在設(shè)計的過程中，可以說是困難重重 ，但是我最終憑借自己的努力一一將之排除。 通過這次設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能 提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力 ， 同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處 。 其實函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計技術(shù)有很多，而且已經(jīng)很成熟。我本次的設(shè)計基本上利用的是前人的技術(shù)，談不上什么創(chuàng)新，而且性能遠不如市場上銷售的成品。但是唯一有所創(chuàng)新的就是利用兩塊 DAC0832 芯片來設(shè)計函數(shù)發(fā)生器，因為一般都是利用一塊 DA 芯片。我希望我的設(shè)計技術(shù)在將來能夠更加完善一點 ，能夠在函數(shù)發(fā)生器設(shè)計的這個領(lǐng)域占有一席之地。 這次 畢業(yè) 設(shè)計終于 完成了， 在此 對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位老師 表示忠心的感謝！ xxxx 大學本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 致 謝 本文是在 xxx 老師的悉心指導下完成的，衷心感謝她在論文的寫作期間給與我的熱情幫助和指導。 x 老師淵博的知識，認真負責的工作作風，平易近人的態(tài)度讓我獲益匪淺。在此，向 張 老師表示