【正文】 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 311 D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路 圖 311 中，運(yùn)算放大器 A2的作用是把運(yùn)算放大器 A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 5V。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 38 D/A轉(zhuǎn)換電路圖 I/V 轉(zhuǎn)換波形輸出電路 DAC0832 為電流輸出型轉(zhuǎn)換器 ,一般要 求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過(guò)一個(gè)外接的運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。主要介紹單緩沖工作方式，單緩沖工作方式 DAC 寄存器工作處于直通狀態(tài)，輸入寄存器工作于受控鎖存器狀態(tài)，此時(shí)需要一次寫操作就開(kāi)始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的主要過(guò)程，首先去數(shù)字量，而后依次打開(kāi)第一級(jí)鎖存和第二級(jí)鎖存。 IOUT2模擬電流輸出端 2， IOUT1+IOUT2=常數(shù)。 WR2 是 寫信號(hào)，低電平有效。 WR1 是 讀信號(hào)，低電平有效。 DAC0832 的數(shù)據(jù)輸出方式 在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中 ,通常使用的是電壓信號(hào) ,而 DAC0832輸出的是電流信號(hào)，這就需要由運(yùn)算放大器組成的電路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。另外， ILE、 CS 、 WR1 、 WR1 和 XFER是控制轉(zhuǎn)換的控制信號(hào) 。要是需要相應(yīng)的模擬信號(hào)，可通過(guò)一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。 DAC0832 與單片機(jī)接成數(shù)據(jù)直接寫入方式，當(dāng)單片機(jī)把一個(gè)數(shù) 據(jù)寫入 DAC 寄存器時(shí)， DAC0832 的輸出模擬電壓信號(hào)隨之對(duì)應(yīng)變化。例如 4179。 硬件消抖是通過(guò)在按鍵輸出電路上加一定的硬件線路來(lái)消除抖動(dòng)，一般采用 R— S 觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)閉合及斷開(kāi)的瞬間必然伴隨有一連串的抖動(dòng)。 ③ 按鍵防抖動(dòng)技術(shù) 鍵盤作為向系統(tǒng)提供操作人員的干預(yù)命令的接口，以其特定的按鍵代表著各種確定操作命令。不過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)的資源有限，交互能力不強(qiáng)，通?？偸遣捎脝捂I按下 有效，多鍵同時(shí)按下無(wú)效的原則。反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，若高電平表示斷開(kāi)，那么低電平鍵閉合。鍵盤的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種：獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤。內(nèi)部振蕩方式所得時(shí)鐘 信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。晶振通常選用 6MHZ、 12MHZ 或 24MHZ。 圖 34 復(fù)位電路 （ 2） 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 8XX51 系列單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。復(fù)位電路連接如圖 34所示。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形 。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 32是 1602的內(nèi)部顯示地址。 第 5腳： R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳（無(wú)背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表 31所示 : 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 8 D1 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 9 D2 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 10 D3 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 11 D4 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 13 D6 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 14 D7 數(shù)據(jù) 表 31 引腳接口說(shuō)明 第 1腳： VSS 為地電源。下面簡(jiǎn)單介紹一下。8 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8個(gè) 字節(jié)，還要使每 個(gè) 字節(jié)的不同位為 “1” ，其它的為 “0” ，為 “1” 的點(diǎn)亮，為 “0” 的不亮。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn) 。 在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 電源設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電源是單片機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為測(cè)控系統(tǒng)提供多路電源電壓，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性能。 (1) 程序存貯器 89S52內(nèi)部自帶 8K 的 ROM， 512B 的 RAM，所以不需要對(duì)其擴(kuò)展存儲(chǔ)器。本設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì) :一個(gè)單片機(jī)主系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含兩部分內(nèi)容：一是單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展部分設(shè)計(jì)，它包括存儲(chǔ)器擴(kuò)展和接口擴(kuò)展。 (4) 經(jīng)濟(jì)上的可行性討論 本設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，芯片的選擇在前面已經(jīng)討論，從前面的討論中可見(jiàn)芯片大部分都是常用芯片。 （ 2） 可行性分析 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的，經(jīng)研究芯片的選擇如下： ① 主控芯片采用 ATMEL 公司的 89S52； ② 采用 12MHz 的晶振器為 89S52提供時(shí)鐘信號(hào)； ③ 穩(wěn)壓塊選用 7812 與 7805 相串聯(lián)，提供 12V和 5V電壓 ,7912 產(chǎn)生 12V電壓； ④ 對(duì)于 89S52的 P0口的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) DAC0832 進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換； ⑤ 數(shù)碼顯示器采用 LCD 液晶顯示屏； ⑥ 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器采用 DAC0832； ⑦ 運(yùn)算放大器采用 LM324。 系統(tǒng)可行性分析 （ 1） 設(shè)計(jì)環(huán)境 本設(shè)計(jì)主要用 電子設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電子線路的設(shè)計(jì)和仿真。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)分析 問(wèn)題定義 基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，可為相關(guān)實(shí)驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用提供支持。本章完成系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)說(shuō)明了設(shè)計(jì)思路。 ② 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。 （ 3） 固化于單片機(jī)芯片中的軟件采用模塊設(shè)計(jì)，層次清楚，具有上電復(fù)位及初始化功能，具有很好的軟件開(kāi)發(fā)框架 。系統(tǒng)以 89S52 單片機(jī)為核心，配置相應(yīng)的外設(shè)及接口電路，用 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，組成一個(gè)多功能信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)。 依據(jù)以上可以用單片機(jī) 89S52,加上一片 DAC0832,就可以做成一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器，其頻率受單片機(jī)運(yùn)行的程序的控制。 低頻：頻率范圍為幾十 HZ 到幾百 KHZ。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （ 5） 中斷 AT89S52 有 6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ 0INT 和 1INT ），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 2）和一個(gè)串行中斷。 ② 每個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器既可以對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，也可以對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，通過(guò)編程設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)高 128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開(kāi)的。 程序存儲(chǔ)器：如果 EA 引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開(kāi)始。 XTAL1：振蕩器反相放 大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 EA /VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 ALE/PROG ：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。晶振工作時(shí)， RST腳將持續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在使用 8位地址（如MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。對(duì) P2 端口 寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在 flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯電平。 此外，單片機(jī)在工商 、 金融 、 科研、教育 和 國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)以其卓越的性能、小巧的體積、極高的性價(jià)比，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 在眾多電器商、半導(dǎo)體商的積極參與下，將 MCS51發(fā)展成了眾多型號(hào)系列的 80C51 MCU(Micro Controller Unit，微控制器 )家族。 （ 2） 單片機(jī)發(fā)展特點(diǎn) 單片機(jī)技術(shù)從出現(xiàn)至今已走過(guò)近 30 年的發(fā)展路程。 80 年代，世界各 大公司競(jìng)相研制出品種多、功能強(qiáng)的單片機(jī)，約有幾十個(gè)系列， 300多個(gè)品種，此時(shí)的單片機(jī)均屬于真正的單片化，大多集成了 CPU、 RAM、 ROM、數(shù)目繁多的 I/O 接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶 A/D 轉(zhuǎn)換器。專用型單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和指令是按照某個(gè)特定用途而設(shè)計(jì)的，如：頻率合成調(diào)諧器（ DDS）、 USB 控制器、收音機(jī)機(jī)芯控制器、打印機(jī)控制器等。由于單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)都是按照工業(yè)控制要求來(lái)設(shè)計(jì)的，常用在工業(yè)的檢查、控制裝置中，因而也被稱為微控制器（ MicroController）。 單片機(jī)的發(fā)展 單片機(jī)誕生于 20 世紀(jì) 70 年代。 （ 5） 具有顯示輸出波形的類型、重復(fù)頻率（周期）的功能。綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決工程問(wèn)題。加之各類功能的半導(dǎo)體集成芯片的快速生產(chǎn)，都使我們研制一種 低功耗 、寬頻帶，能產(chǎn)生多種波形并具有程控等 低頻的信號(hào) 發(fā)生器成為可能。 在科學(xué)研究、工程教 育及生產(chǎn)實(shí)踐中，如工業(yè)過(guò)程控制、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械振動(dòng)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)分析、材料試驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號(hào)發(fā)生器。 AT89S52 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 目錄 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 .............................. 1 摘要 ........................................................................ 5 第一章 緒論 ................................................................. 8 課題背景、目的及意義 ................................................ 8 設(shè)計(jì)要求和任務(wù) ...................................................... 8 單片機(jī)概述 .......................................................... 9 單片機(jī)的發(fā)展 ................................................... 9 單片機(jī)的應(yīng)用 .................................................. 10 AT89S52 單片機(jī) ...................................................... 11 信號(hào)發(fā)生器概述 ..................................................... 14 本論文主要研究的內(nèi)容 ............................................... 14 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ....................................................... 16 系統(tǒng)分析 ...