【正文】 設計（論文）專用紙 第 31 頁 總結與體會 這次的畢業(yè)設計，是大學以來我所接觸的。而且程序的精簡度對信號的頻率控制影響也逐漸增大。 在設計中我們也看到，由于采用計數(shù)器來控制頻率，所產(chǎn)生的頻率在大多數(shù)情況下不能完好的等于所要頻率，只是一個近似值。今后如果設計的話，應該在合理的采樣率下工夫，并且盡量壓縮編程命令語句，使得指令所耗費的時間減少。當然，編程的簡要程度也會影響系統(tǒng)的最大輸出頻率。 本次設計的信號頻率都是在低頻段，由于設計中只需考慮設計要求，頻率范圍做的不是很大。也可以增加一些程序使得信號的相位可調(diào)，這也是本次設計的一大特點。在教學實驗中可以得到廣泛的應用。 AT89S51 的功能強、體積小、價格低和高可靠性的特點，以及 DAC0832 靈活使用和高精度 的特點，使得本次設計具有低成本、高可靠性、靈活方便的特點。并提出了一些對課題的更深理解和對今后提出了一些注意事項。 本章小結 本章主要介紹了整個系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。隨著頻率的增大，這種影響也就越突出。分析其原因是計數(shù)器的定時完成的頻率控制只是一個近似值。用這種方法可以檢測到具體是哪個電路出了問題，是檢查電路的一個好方法。調(diào)試的過程中，當信號不能正常輸出時，很 難判斷問題出在哪里。在此情況下我更改了指令，直接向 P0 口送數(shù)據(jù)，結果 P0 口開始按要求傳送數(shù)據(jù)，故障解決。根據(jù)這個現(xiàn)象，仔細檢查 設計（論文）專用紙 第 29 頁 了軟件的編寫。 通過對這兩個故障的排查 ，總結出電路短路和虛焊是調(diào)試中的最大問題，所以在今后的調(diào)試中都要仔細排查這一問題。 在調(diào)試過程中遇到的問題 在調(diào)試顯示部分電路的時候，剛開始，燒錄好程序之后，給電路通電，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管工作狀態(tài)很不正常，有的亮有的不亮，而且很不穩(wěn)定。這部分的仿真調(diào)試主要是查看波形產(chǎn)生程序的工作是否正常，還有監(jiān)視數(shù)據(jù)輸出端口，也就是 P0 口是數(shù)據(jù)是否變化。并確認數(shù)碼管不亮的地方不是由軟件及其他電路引起的故障。在發(fā)現(xiàn)這個問題之后，盡量運用一些可重復調(diào)用的子程序，盡量避免程序的錯亂。在軟件編寫的開始，我先畫了軟件的流程圖，然后按照程序流程圖來編寫相應的子程序，使程序易于理解和更正。 由于我對軟件知識的缺乏，所以最初的軟件調(diào)試出現(xiàn)了很多困難 。這些工作都是保證單片機能夠正常工作的前提。如果出現(xiàn)方波，則表示晶體振蕩器完好。 隨后編寫一些簡單的程序，驗證鍵盤操作部分和顯示部分可以正常工作。檢查無誤后，可以用仿真器來將相應部分的程序部分在電路上進行仿真，這樣可以檢查電路的工作情況，也是分級調(diào)試的重要方法。在這些準備工作做好后，開始焊接電路。每一個元器件，都用萬用表測試過后再使用，以保證其工作在正常狀態(tài)。 系統(tǒng)的各部分調(diào)試 系統(tǒng)硬件調(diào)試 硬件的調(diào)試要從硬件電路焊接開始，硬件電路的焊接也是整個調(diào)試過程的基礎。硬件焊接是整 個調(diào)試的基礎，而軟件調(diào)試又是系統(tǒng)是否正常工作的核心內(nèi)容。 設計（論文）專用紙 第 27 頁 第 5 章 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 系統(tǒng)設計的安裝與調(diào)試 設計是最終要投入實際應用的，因此，整個設計的安裝、調(diào)試便是設計的重要環(huán)節(jié)。 本章小結 本章主要介紹了系統(tǒng)的軟件解決方案，詳細給出了對課題的理解和解決思路。第四象限輸出完？ SJMP LOOP1 DELAY:MOV R7,200 。延時，等待轉換結束 DEC R0 。表值取反 MOVX DPTR,A 。第三象限輸出完？ LOOP4:MOV A,R0 。延時，等待轉換結束 INC R0 。表值取反 MOVX DPTR,A 。第二象限輸出完？ LOOP3: MOV A,R0 。延時，等待轉換結束 設計（論文）專用紙 第 24 頁 DEC R0 。查表 MOVX DPTR,A 。正弦表位移量增量 CJNE R0, 6DH,LOOP1 。D/A 轉換 ACALL DELAY 。設置正弦表指針 LOOP1: MOV A,R0 。正弦表寫入內(nèi)部 RAM6DH7FH MOV R0,6DH LOOP: CLR A MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC DPTR INC R0 CJNE R0,80H,LOOP MOV DPTR,7FFFH 。 （ 2）鋸齒波產(chǎn)生程序 Sawtooth:MOV DPTR,7FFFH MOV A, 00H Loop: MOVX DPTR,A INC A LCALL DELAY AJMP Loop DELAY: MOV R3,X DEL1: MOV R4,Y DEL2: MOV R5,Z 設計（論文）專用紙 第 23 頁 DEL3: DJNZ R5,DEL3 NOP DJNZ R4,DEL2 DJNZ R3,DEL1 RET END 鋸齒波的產(chǎn)生主要通過使電壓不斷連續(xù)增加，到達一定幅值的時候再瞬間降低為0。 （ 1）方波產(chǎn)生程序 Square: MOVE DPTR, 7FFFH CLR A Loop: MOVX DPTR,A LCALL DELAY CPL A SJMP Loop 方波波形的產(chǎn)生主要是通過控制使單片機輸出高低電平來實現(xiàn)的。由于所計算的時間間隔是一個理論值，在實際中會因為系統(tǒng)的傳輸延時而使頻率略微偏離所設計的頻率點。各個頻率點的計數(shù)初值是人工計算列表，在用程序查表得到的。這部分控制是由定時計數(shù)器來實現(xiàn)的。每隔一定的時間間隔送出一個幅度值，幅度值可以用查表的方法得到。 正弦波的產(chǎn)生是通過對標準正弦波進行采樣輸出而得到的，采樣間隔越小，正弦 設計（論文）專用紙 第 22 頁 波的輸出精度就越高，失真度越小。其中方波的產(chǎn)生方法比較簡單只要定時地向外輸出 0FFH 和 00H 即可。本次設計要求輸出三種波形，其精度如何，關鍵都在于波形產(chǎn)生模塊設計的合理性。只要在此基礎上調(diào)整一些細節(jié)程序便可以增多頻率點。 具體程序如下： WAIT: ACALL DISPLAY JNB ,L1 JNB ,L2 JNB ,L3 JB ,WAIT ； 沒有按鍵按下時等待 MAIN: LCALL DISPLAY ； 調(diào)顯示 ， 算是延時 JNB ,MAIN ； 等待按鍵彈起 ， …… . ；執(zhí)行第一個 按鍵 的要求 L1： …… ； 執(zhí)行第二個按鍵的要求 L2： …… ； 執(zhí)行第 三 個按鍵的要求 L3： …… ； 執(zhí)行第 四 個按鍵的要求 對于這種頻率間隔較大的列表采用了這種查詢方法，如果對于密集的頻率點就要采用比較復雜的查詢方法。然后在查表處理的時候先判斷頻率百位是否為 0，如 設計（論文）專用紙 第 21 頁 果百位不為 0，則將百位的數(shù)據(jù)加 9，再進行查表。而是選擇 10Hz、 20Hz??100Hz、 200Hz?? 800Hz。 頻率的處理是系統(tǒng)信號可調(diào)性的一個關鍵。這樣大大簡化了程序設計，但并不影響系統(tǒng)的性能。當系統(tǒng)開始輸出信號之后，相當于系統(tǒng)已經(jīng)進入了一個不斷輸出信號的死循環(huán)程序。一旦確認鍵按下，則系統(tǒng)不再進行鍵盤掃描，而是按照輸入的數(shù)據(jù)進行信號是幅度和頻率選擇處理，然后進入相應的波形輸出程序。正弦波為 1，三角波為 2，方波為 3。 功能鍵處理程序：功能鍵包括一個波形參數(shù)選擇按鍵和 一個確認鍵。若數(shù)字鍵合法，就按照輸入的先后順序將鍵值送入規(guī)定的地址單元。 數(shù)字鍵處理程序：由于本設計中為了簡化程序，要求必須首先選擇波形，當波 形未設置時，數(shù)字鍵是無效的，必須返回。 因為設計中一共只有 4 個按鍵，所以首先要判斷鍵值是否合法，若鍵值大于 4則視為非法，返回主程序。 鍵值處理的程序設計 鍵值處理的作用是按照鍵值來選擇命令操作，以達到操作的目的。為了消除干擾，在判斷有按鍵按下后要調(diào)用延時程序消除抖動，然后再判斷是否有按鍵按下。其方法是依次掃描接按鍵的每個口，沒有按鍵按下時，為高電平，當掃描到低電平時，則說明有按鍵按下。這部分程序的正確編寫是確保人機正常對話的前提保證。 設計（論文）專用紙 第 19 頁 各部分軟件設計 鍵盤顯示模塊設計 鍵盤掃描程序的設計 鍵盤掃描程序的作用是從鍵盤獲取按鍵信息，根據(jù)按鍵信息來執(zhí)行命令操作。本設計中軟件分為初始化模塊、顯示模塊、鍵盤掃描模塊、鍵值處理模塊和波形產(chǎn)生模塊。 設計（論文）專用紙 第 18 頁 第 4 章 軟件部分的設計 軟件總體流程 軟件是整個系統(tǒng)的靈魂。 本章 小結 本章主要介紹了實現(xiàn)設計目的的硬件解決方案。 顯示電路如下圖 10 所示： 圖 10 LED動態(tài)顯示電路 動態(tài)顯示就是微型計算機定時地對顯示器件掃描，在這種方法中，顯示器件分時工作，每次只有一個器件顯示，但是由于人的視覺有暫留現(xiàn)象，所以只要掃描頻率足夠快，仍然會感覺所有的器件都在顯示，如許多單片機的開發(fā)系統(tǒng)以及仿真器上的六位顯示器都是采用這類顯示方法。段選碼亦稱字形碼。 根據(jù)以上討論可知，欲在一個 LED 顯示器上顯示某特定字符，必須向某公共點及各段施加正確的電壓。八只發(fā)光二極管的陰極互相獨立，哪一段陰極接地，哪一段即發(fā)光，陰極也接高電平者便成暗狀。a~g 七段及十進制小數(shù)點 dp 均為一發(fā)光二極管。在顯示部分本設計采用 三位一體共陽極數(shù)碼管，并采用動態(tài)顯示的方法來設計。 設計（論文）專用紙 第 16 頁 按鍵及顯示電路設計 按鍵 的 設計 本設計總共有 4 個按鍵，一個用來顯示輸出什么樣的波形，一個用來調(diào)節(jié)頻率的增加和減少，一個用來調(diào)節(jié)幅值的增加和減少，一個 確認鍵 。 在電路中， DAC0832 數(shù)模轉換器將 P1 口輸出的數(shù)字信號變成連續(xù)變化 的電流信號，這個電流信號經(jīng)過兩個集成運算放大器組成的 雙極型電壓輸出電路變化成電壓信號輸出。 雙緩沖工作方式是指片內(nèi)的兩個寄存器分別進行控制。如將 WR2*和 XFER*控制信號直接接地 ，或者將兩個寄存器的控制信號連接在一起，并作為一個寄存器使用。 DAC0832 的輸出隨時跟輸入數(shù)字的變化而變化，處于直通工作方