【正文】 最后，感謝我的家人在生活上對我的關(guān)心和照顧以及對我的學(xué)業(yè)的莫大支持。因此，我首先要誠摯的感謝我的導(dǎo)師──胡立夫老師。這種混合信號仿真可作為平板 LCD、等離子高清晰度電視等的測試信號。任意波形發(fā)生器的數(shù)量視音調(diào)數(shù)目和間隔而定。以下是幾種尖端技術(shù)中任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的復(fù)雜測量信號：第一、雷達(dá)信號仿真――雷科公司的任意波形發(fā)生器有調(diào)幅、調(diào)頻和脈沖三組輸出，組合調(diào)制信號輸入微波信號發(fā)生器產(chǎn)生復(fù)雜的雷達(dá)信號模式，用于仿真飛行器的雷達(dá)信令。只要對電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級。體積大，漏電，損耗顯著更是其致命的弱點(diǎn)。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點(diǎn)。在單片機(jī)開發(fā)的整個(gè)過程中，軟件的編制以及調(diào)試往往占系統(tǒng)開發(fā)周期的 50%以上，因此，程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)化和模塊化方法編程，這對查錯誤與否十分方便。 波 形 發(fā) 生 器 的 系 統(tǒng) 聯(lián) 調(diào)波形發(fā)生器的聯(lián)調(diào)過程是復(fù)雜而且易出現(xiàn)錯誤的。指令的分類有：數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)操作類、邏輯運(yùn)算、控制轉(zhuǎn)移類和位操作類等。其他芯片倒無大礙。所以在進(jìn)行硬件的焊接時(shí)要盡量避免虛焊，以免影響后續(xù)調(diào)試工作的進(jìn)程。當(dāng)軟件，硬件分別調(diào)試通過后，將硬件中放大的輸出電壓接入DAC0832 進(jìn)行綜合調(diào)試，使 LED 上顯示的幅值和頻率與輸入的模擬信號相對應(yīng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的調(diào)試過程經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：1 先將各個(gè)模塊單獨(dú)運(yùn)行，便于調(diào)試，這也正是模塊化程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)之一。電源電壓從當(dāng)初的 5v 降至 并繼續(xù)下降到 、。只能使用其中之一。而跳變沿的軟化技術(shù)可消除這方面的影響，辦法是將一個(gè)大功率管做成若干個(gè)小管子的并聯(lián)，再為每個(gè)管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。改進(jìn)的技術(shù)將電源、地安排在兩個(gè)相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過整個(gè)硅片的電流，一方面使外部去耦電容在 pcb 設(shè)計(jì)上更容易安排，以降低系統(tǒng)噪聲。而 motorola 單片機(jī)在新推出的 68hc08 系列以及其 16/32 位單片機(jī)中普遍采用了內(nèi)部瑣相環(huán)技術(shù)，將外沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28部時(shí)鐘頻率降至 32khz，而內(nèi)部總線速度卻提高到 8mhz 乃至更高。在對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機(jī)是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一。按產(chǎn)生的原因 可分為放電噪聲音、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。 （3）敏感器件。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。圖 頻率及幅值調(diào)節(jié)電路圖沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27第 5 章 系統(tǒng)抗干擾措施 形 成 干 擾 的 基 本 要 素影響單片機(jī)系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行的主要因素主要來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾,并受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝影響。通過按鍵對頻率進(jìn)行控制，系統(tǒng)通過中斷程序判斷是否有鍵被按下。圖 經(jīng)積分產(chǎn)生的鋸齒波積分成鋸齒波開 始初始化輸出方波積分成三角波YNKK2 鍵是否按下顯示波形結(jié)束沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25 正弦波產(chǎn)生設(shè)計(jì)同理，只要將鋸齒波電壓作為積分運(yùn)算電路的輸入，在積分運(yùn)算電路的輸出就得到正弦波電壓，如圖 所示。1ms1msT=2沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23tt1ouou00圖 三角波產(chǎn)生流程圖當(dāng)方波發(fā)生電路的輸出電壓時(shí)，積分運(yùn)算電路的輸出電壓 將線性下降；而當(dāng)Uo時(shí)， 將線性上升；波形如 圖所示。通過改變定時(shí)初值，可以改變方波的周期，從而改變方波的周期。初始化程序包括定時(shí)器初始化和中斷系統(tǒng)初始化，主要是對寄存器 IP、IE、TCON、TMOD 的相應(yīng)位進(jìn)行正確的設(shè)置，并將計(jì)數(shù)初值送入定時(shí)器中。圖 系統(tǒng)軟件流程圖 方波產(chǎn)生設(shè)計(jì)方波的周期用定時(shí)器 T0 來確定，即在 T0 中設(shè)置一個(gè)初值，在初值的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)數(shù)，每隔 1 計(jì)數(shù)溢出 1 次，即 TO 每隔 1 產(chǎn)生一次中斷，CPU 相應(yīng)中斷后，ms ms在中斷服務(wù)程序中，CPU 相應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)程序中對 取反。+++RRCNuI 0uIucii圖 積分電路以集成運(yùn)放作為放大電路，利用電阻和電容作為回饋網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)這兩種運(yùn)算電路。沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20第 4 章 波形發(fā)生器軟件設(shè)計(jì) 波 形 產(chǎn) 生 模 塊 的 設(shè) 計(jì)本設(shè)計(jì)用定時(shí)器中斷產(chǎn)生方波，方波通過一級積分電路可以變成三角波，再積分可以成正弦波。圖 為 741 運(yùn)算放大器的引腳圖。為解決串傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示之間的矛盾我們采用了74HC595 作為列驅(qū)動，因?yàn)?4HC595具有一個(gè)8bit的串入并出的移位寄存器和一個(gè)8bit輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)而且為寄存器和輸出鎖存器的控制各自獨(dú)立這使得行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示可以同時(shí)進(jìn)行。占用的CPU 時(shí)間較多，但使用的硬件少，可以大幅度地降低硬件成本和電源的功耗，還可以節(jié)省線路板空間。LED 顯示器具有工作電壓低、體積小、壽命長（約十萬小時(shí)） 、響應(yīng)速度快（小于 1μS） ，顏色豐富等特點(diǎn)，是智能儀器最常用的顯示器?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。LED 很適于脈沖工作狀態(tài)，在平均電流相同的情況下，脈沖工作比直流工作狀態(tài)產(chǎn)生的亮度增強(qiáng) 20%左右。獨(dú)立式鍵盤相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一根 I/O 口線，每根 I/O 口在線的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它按鍵的工作狀態(tài)。通過去抖動處理，可以得到按鍵閉合與斷開的穩(wěn)定狀態(tài)。在鍵閉合測試，檢查是否有鍵閉合去抖動。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其電路如圖 所示。此外，復(fù)位操作對寄存器也有影響。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。芯片上的 FPEROM 允許在線編程或采用通用的非易失存儲編程器對內(nèi)存重復(fù)編程。程序狀態(tài)字寄存器 PSW 是一個(gè) 8位的寄存器，它包含了程序狀態(tài)信息。除法指令中，被除數(shù)取自 A，除數(shù)取自 B，商數(shù)存放在 A 中而余數(shù)存放在 B 中。Acc 為累加寄存器。它的功能是進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算。本系統(tǒng)采用 CPU 為 89C51 的單片微機(jī)，89C51 本身帶有 4K 的內(nèi)存儲器，其管腳如圖 所示。 89C51 是由北京集成電路中心（BIDC）設(shè)計(jì)，由美國公司生產(chǎn)八位單片機(jī) 。8051 單片機(jī)片內(nèi)有 4KROM，無須外接內(nèi)存和 74LS373，更能體現(xiàn)“單片”的簡練。然而作為本系統(tǒng)的核心組件，選擇哪一型號的 MCS51 系列單片機(jī)是關(guān)鍵的問題。我們通過比較和分析，采用 51 系列單片機(jī)中的 AT89C51 單片機(jī)，該單片機(jī)功能強(qiáng)大，滿足設(shè)計(jì)者的需求。（4）分辨率為 8 位，滿刻度誤差177。否則應(yīng)分別走線，在保護(hù)地點(diǎn)匯合，一點(diǎn)接地。3 腳為模擬地，為芯片模擬電路接地點(diǎn)。此常數(shù)對應(yīng)于一固定基準(zhǔn)電壓的滿量程電流。19 腳為輸入鎖存允許信號，高電平有效。1 腳為輸入寄存器選擇信號，低電平有效。其中，8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器是核心部件，它的內(nèi)部采用了 256級的倒 R—2R 電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)，由電流開關(guān)電路控制基準(zhǔn)電壓 VREF，提供電阻網(wǎng)絡(luò)的電流來進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換，因此轉(zhuǎn)換速度較快。沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9建立時(shí)間是描述 D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換快慢的一個(gè)參數(shù)，用于表明轉(zhuǎn)換速度，其值為從輸入數(shù)字量到輸出達(dá)到終值誤差（1/2）LSB（最低有效位）時(shí)所需的時(shí)間。如果不考慮 D/A 的轉(zhuǎn)換誤差，D/A 轉(zhuǎn)換的精度為其分辨率的大小。根據(jù)轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)是否帶有鎖存器，可以把 DAC 分為內(nèi)部無鎖存器的和內(nèi)部有鎖存器的兩類。D/A 轉(zhuǎn)換器有兩種輸出形式，一種是電壓輸出形式，即給 D/A 轉(zhuǎn)換器輸入的是數(shù)字量，而輸出為電壓。沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8第 3 章 波形發(fā)生器硬件設(shè)計(jì) 波 形 產(chǎn) 生 電 路 的 設(shè) 計(jì)本設(shè)計(jì)主要是通過 AT89C51 和 DAC0832 組成的 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出方波，經(jīng)積分電路后產(chǎn)生波形。 開始初始化波形產(chǎn)生子程序鍵盤處理子程序LED 顯示子程序結(jié)束圖 軟件原理流程框圖鍵盤處理子程序主要是采用中斷系統(tǒng)的方式進(jìn)行按鍵的掃描，判斷按鍵是否按下。 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 方 案如果硬件是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，那軟件就是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在，它可以使儀器的主要功能得以實(shí)現(xiàn)。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序存儲器中的 0000H 地址單元開始執(zhí)行程序。因此，此部分是整個(gè)設(shè)計(jì)最重要的組成部分。2. 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由于模擬量更容易通過儀器進(jìn)行觀察，所以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路可以將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量。沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 方 案圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖 所示為系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，主要分為幾個(gè)部分：單片機(jī)、波形產(chǎn)生電路、鍵盤電路、LED 顯示電路、積分電路。特別是當(dāng)采用直流放大器時(shí)，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。產(chǎn)生鋸齒波、正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產(chǎn)生正弦波，然后通過整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產(chǎn)生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊?。本文介紹的是利用 AT89C51 單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器件 DAC0832 產(chǎn)生所需不同信號的低頻信號源，其信號幅度和頻率都是可以按要求控制的。第 5 章是針對硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和整機(jī)聯(lián)調(diào)的結(jié)果進(jìn)行了具體的分析和說明。沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3（4）輸出波形幅度范圍可通過可變電阻任意調(diào)整。要求產(chǎn)生的數(shù)字信號干擾小，輸出穩(wěn)定，可靠性高，特別是操作簡單方便，人機(jī)接口友好，成本低，適合于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與實(shí)驗(yàn)使用。任意波形發(fā)生器首先要趕上數(shù)字存儲示波器，然后再往前發(fā)展，因?yàn)樵陔娐窐?gòu)成方面，任意波形發(fā)生器的核心部件是高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，它的工藝潛力還很大，顯然缺少的是市場需求。在電路構(gòu)成上，數(shù)字示波器是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，任意波形發(fā)生器是數(shù)字/模擬的逆轉(zhuǎn)換，目前任意波形發(fā)生器的帶寬達(dá)到 2GHz，足夠仿真許多移動通信、衛(wèi)星電視的復(fù)雜信號。 波 形 發(fā) 生 器 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀任意波形發(fā)生器是在 1975 年開發(fā)成功的，從此，信號發(fā)生器產(chǎn)品增加了一個(gè)新品種。隨著科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的需求的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的波形發(fā)生器在一些特定的場合已經(jīng)不能滿足要求，因?yàn)樵谠S多應(yīng)用研究領(lǐng)域中,不但需要一些規(guī)則的信號,而且還需要一些不規(guī)則的信號用于系統(tǒng)特性的研究。隨著通信、雷達(dá)、的不斷發(fā)展，對信號源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度、頻率范圍和輸出頻率的個(gè)數(shù)以及信號波形的形狀提出越來越多的要求。關(guān)鍵詞：信號源；單片機(jī)；DAC0832沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractVarious signals are an important part of correspondent area. In this area, sine wave, triangle wave and square wave are mon signals. In science research and teaching experiment, we often need the occurrence equipment of these signals. In order to make the experiment and research easier, it is essential to develop a suitable, full functional and easily used signals source is essential.This paper introduces the low frequency sources of different signals which are produced by AT89C51 SCM and DAC0832. Its signal range and frequency can be controlled by requirement. This paper introduces the structure principle and usage of DAC0832 briefly, the basic theory of AT89C51 and various chips which relevant to design circuit. According to the request to the graduation project, this paper emphasized how to use SCM to control the hardware circuit and software program of the signals. The signal frequency range also can be adjusted by requirement.This signal source design plan concerns on producing different low frequency signals, not only meet the request of experiment in theory and in practice, but also have strong feasibility. The trait of this signal source is small volume, low pri