【導(dǎo)讀】正弦波等多種波形，波形的頻率可用程序控制改變。在單片機(jī)上加外圍器件獨(dú)立式鍵。盤(pán)，通過(guò)鍵盤(pán)控制波形頻率的增減以及波形的選擇，并用LED顯示頻率大小。形接在示波器上顯示。本設(shè)計(jì)具有線路簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉、性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTALl 和 XTAL2 分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，如圖 43 所示在其外接晶體振蕩器 (簡(jiǎn)稱(chēng)晶振 )或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn) 生振蕩時(shí)鐘脈沖[6]。 圖 42 中外接晶體以及電容 C2 和 C1 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。用晶振和電容構(gòu)成諧振電路， C1， C2 沒(méi)有嚴(yán)格要求，但電容的大小影響振蕩器振蕩的穩(wěn)定性和起振的快速性，通常選擇范圍為 10～30PF。在本次設(shè)計(jì)中采用 30PF，晶體采用 12MHz。 則 89C51 的機(jī)器周期為（包括 12 個(gè)時(shí)鐘周期）： sHz ?1121012 1 6 ??? （ 41） 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT itleN u m be r R e v is ionS iz eBD a te : 9 M a y 2 00 9 S he e t o f F ile : E :\波畢業(yè)設(shè)計(jì) \圖 \ db D r a w n B y :V C C30 P FC130 P FC212 M H ZX 圖 42 89C51 的振蕩電路 復(fù)位電路 復(fù)位分為三種：上電自動(dòng)復(fù)位，按鍵電平復(fù)位，外部脈沖復(fù)位。在本次設(shè)計(jì)中我采用的是按鍵電平復(fù)位。由于按鍵電平復(fù)位有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)用戶函數(shù)發(fā)生器硬件電路設(shè)計(jì) 19 需要實(shí)現(xiàn)復(fù)位。當(dāng)用戶按下鍵輸出了一個(gè)需要的信號(hào)時(shí)，此時(shí)需要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，清零。所以我選用按鍵電平復(fù)位 [6]。它是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻、開(kāi)關(guān)與電容并聯(lián)再與 VCC 電源接通而實(shí)現(xiàn)的。 在正常運(yùn)行情況下，只要 RST 引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)間以上的高電平，即可引起系統(tǒng)復(fù)位，但如 果 RST 引腳上持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)中采用的是 12M 的晶振， 89C51 的一個(gè)機(jī)器周期為 12 個(gè)時(shí)鐘周期，即 1uS。復(fù)位后系統(tǒng)將輸入 /輸出 (I/0)端口寄存器置為 FFH，堆棧指針 SP 置為 07H, SBUF 內(nèi)置為不定值，其余的寄存器全部清 0，內(nèi)部 RAM 的狀態(tài)不受復(fù)位的影響，在系統(tǒng)上電時(shí) RAM 的內(nèi)容是不定的。 本次設(shè)計(jì)采用按鍵 復(fù)位方式。如圖 43 中 R1,R2 和 C3 組成按鍵 復(fù)位電路，其值 R1 取為 200 歐 ,R2 為 1 千歐， C 取為 22u F。這樣才能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。 按 鍵按下， 通電瞬間電容 C3 兩端的電壓達(dá)到最大，給復(fù)位端提供一個(gè)高電壓，使之復(fù)位。 之后 隨著電容充電，電壓達(dá)不到 RESET的復(fù)位電壓 ，復(fù)位完成，之后正常工作 。這樣 RST 持續(xù)一段時(shí)間高電平后最終穩(wěn)定在低電平，高電平持續(xù)時(shí)間由 RC（由 C3 和 R1 組成） 時(shí)間常數(shù) t 決定。 sFCRt ?? ????? ? （ 42） 而本設(shè)計(jì)中 89C51 的機(jī)器周期為 1us。所 以按鍵后持續(xù)的高電平可以維持兩個(gè)機(jī)器周期，使之成功復(fù)位。 復(fù)位時(shí)， RESET 端口接收到的電流大小為： 0200 V5 m???? （ 43） 遠(yuǎn)小于 89C51 所能接受的最大電流 20mA。符合設(shè)計(jì)參數(shù)要求。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 9 M a y 2 00 9 S he e t o f F i l e : E : \波畢業(yè)設(shè)計(jì) \圖 \ db D r a w n B y :V C C30 P FC130 P FC212 M H ZXS1R1200R21KC322 U F+ 5V 圖 43 按鍵電平復(fù)位電路 89C51 與 8155 的 接口 電路 在本設(shè)計(jì)中，我采用的 是 89C51 最小應(yīng)用系統(tǒng)。 與 8155 的接口電路如圖 44函數(shù)發(fā)生器硬件電路設(shè)計(jì) 20 所示 。 考慮到 P0 口既可以作為通用的 I/O 口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，也可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的地址 /數(shù)據(jù)線使用，在本次設(shè)計(jì)中當(dāng)作數(shù)據(jù)口輸出使用。由于內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，必須外加上拉電阻，根據(jù)設(shè)計(jì)所需電流的要求，我采用 +5V 的電源與 10K 電阻構(gòu)成上拉形式。因?yàn)?89C51 的 I/O 口所能接收 的電流最大值為20mA，所以上拉時(shí)，電流不能超過(guò) 20mA 大小。見(jiàn)公式 （ 44）： 00 0V5 ?? （ 44） 遠(yuǎn)小于 20mA，不會(huì)超過(guò) 89C51I/O 口所能接收 的電流最大值 ，也能給 8155 提供足夠的工作電壓。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 24 M a y 20 09 S he e t o f F i l e : E : \ 波畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 趙宏波畢設(shè) \ 圖 \ db D r a w n B y :A D 012A D 113A D 214A D 315A D 416A D 517A D 618A D 719I O /M7T I N3T O U T6R E S E T4CE8WR10A L E11RD9G N D20V C C40P A 021P A 122P A 223P A 324P A 425P A 526P A 627P A 728P B 029P B 130P B 231P B 332P B 433P B 534P B 635P B 736P C 037P C 138P C 239P C 31P C 42P C 55A281 5 5+ 5V30 P FC130 P FC212 M H ZXS1R1200R21KC322 U F+ 5VD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7P 24P 25P 26P 27P 20P 20RDWRA L E A L EP 27+ 5V+ 5VRDWRR 3~ 1 01 0K * 8+ 5VE A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R X D10T X D11P S E N29A L E / P30WR16RD17P 2. 021P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039P 2. 122V C C40G N D20U1 圖 44 89C51 與 8155 接口電路 其中 ～ 口與 8155 的 AD0～ AD7 口相接， 89C51 的 ～ 口給 8155 的 AD0～ AD7 口發(fā)送數(shù)據(jù)，這些 數(shù)據(jù)直接決定選中哪個(gè)寄存器。當(dāng) A2，A1， A0 分別為 0， 0， 0 時(shí)，選中命令 /狀態(tài)寄存器。當(dāng) A2， A1， A0 分 別為 0，0， 1 時(shí)，選中的是 A 口。當(dāng) A2， A1， A0 分別為 0， 1， 0 時(shí)，選中的是 B 口。當(dāng) A2， A1， A0 分別為 0， 1， 1 時(shí)選中的是 C 口。當(dāng) A2， A1， A0 分別為 1， 0，0 時(shí)， 選中的是定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器低 8 位寄存器。當(dāng) A2， A1， A0 分別為 1， 0， 1時(shí)，選中的是定時(shí)器高 6 位及 2 位方式寄存器。 對(duì) A3～ A7 沒(méi)有特殊要求。 當(dāng)不同的寄存器被選中時(shí)可以進(jìn)行不同的工作。 根據(jù) 8155 的命令字格式，本次設(shè)函數(shù)發(fā)生器硬件電路設(shè)計(jì) 21 計(jì)將 8155 的 PC 口和 PB 口設(shè)置成輸出，即將 8155 的 D1 和 D2 接收 到的數(shù)據(jù)設(shè)成 1 即可。 89C51 的 口直接連在 8155 的 CE 端上面，當(dāng) 89C51 的 口輸出低電平被 8155 接收 后， 8155 芯片開(kāi)始工作，若 89C51 的 口輸出的是 高電平時(shí)， 8155 沒(méi)有被選通不工作。所以可以通過(guò)程序利用 89C51 的 口 控制 8155工作。 89C51 的 RD、 WR、 ALE（讀，寫(xiě)，地址鎖存） 信號(hào) 分別對(duì)應(yīng)與 8155 的這些信號(hào)相連，做到同步讀寫(xiě)或者地址鎖存。 89C51 與 DAC0832 的接口電路 89C51 與 DAC0832 的接口電路如圖 45 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 24 M a y 20 09 S he e t o f F i l e : E : \ 波畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 趙宏波畢設(shè) \ 圖 \ db D r a w n B y :+ 5V30 P FC130 P FC212 M H ZXS1R1200R21KC322 U FD0D 1 07D 1 16D 1 25D 1 34D 1 416D 1 515D 1 614D 1 713CS1W R 12W R 218X F E R17V R E F8R F B9I O U T 111I O U T 212I L E19D G N D10A G N D3V C C20A3D A C 08 3 2( 1)D 1 07D 1 16D 1 25D 1 34D 1 416D 1 515D 1 614D 1 713CS1W R 12W R 218X F E R17V R E F8R F B9I O U T 111I O U T 212I L E19D G N D10A G N D3V C C20A4D A C 08 3 2( 2)L M 74 1L M 74 1+ 12 V 12 VO U T+ 12 V 12 VD1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7P 24P 25P 26P 27P 24P 25P 26P 20RDWRWRWRA L EWRWRP 26D0D1D2D3D4D5D6D7+ 5V+ 5V+ 5V+ 5VR 3~ 1 01 0K * 8+ 5VE A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R X D10T X D11P S E N29A L E / P30WR16RD17P 2. 021P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039P 2. 122V C C40G N D20U1 圖 45 89C51 與 DAC083