【正文】 同時(shí)也要感謝我的父母，感謝他們的默默付出和對(duì)我的支持。無(wú)論是在設(shè)計(jì)還是在論文上，它都給了我很大的幫助。這四年的時(shí)光將會(huì)是以后生活中的美好回憶?；叵氪髮W(xué)的生活充滿了各種滋味，有準(zhǔn)備考試的緊張學(xué)習(xí)，有在宿舍的空閑娛樂(lè)，有和同學(xué)朋友的快樂(lè)。當(dāng)然科技一直在進(jìn)步，這些問(wèn)題阻擋不了單片機(jī)的發(fā)展，而基于單片機(jī)的多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器也會(huì)越來(lái)越完善。單片機(jī)在我們生活中很普遍，他有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，所以基于單片機(jī)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器也有這些優(yōu)點(diǎn)。我們以后還會(huì)遇到很多問(wèn)題，要學(xué)會(huì)用各種方法借助各種力量來(lái)解決。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 33 頁(yè) 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是本科學(xué)習(xí)階段的一個(gè)很重要的過(guò)程，它需要理論與實(shí)踐相結(jié)合，將自己四年所學(xué)的理論通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)展現(xiàn)出來(lái)，不再是以往的純理論學(xué)習(xí)。在同學(xué)的幫助下，完成焊接，如下圖： 圖 41 焊接過(guò)程中 圖 42 焊接完成 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 32 頁(yè) 硬件調(diào)試及輸出驗(yàn)證 使用同學(xué)的開(kāi)發(fā)板對(duì) 51芯片進(jìn)行燒寫(xiě)程序，觀察 LCD 顯示情況以及按鍵控制情況，結(jié)果 LCD 顯示不正常，只有上面一行黑斑，下面一行無(wú)顯示，初步判斷為供電及使能端接線錯(cuò)誤，后查看接線情況發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并重新焊接錯(cuò)誤地方。輸出波形截圖如下： 開(kāi)始 芯片初始化 按鍵按下？ 否 Waveform=0 Waveform=1 Waveform=2 Waveform=3 輸出正弦波 輸出三角波 輸出方波 輸出鋸齒波 是 S1 按下 S2 按下 S3 按下 Waveform++ 頻率增加 頻率減小 LCD 顯示 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 圖 35 仿真結(jié)果正弦波輸出 圖 36 仿真 結(jié)果 三角波 輸出 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 30 頁(yè) 圖 37 仿真 結(jié)果 方波 輸出 圖 38 仿真 結(jié)果 鋸齒波 輸出 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 31 頁(yè) 第 4 章 硬件調(diào)試 硬件電路焊接 根據(jù) proteus 中的搭建的仿真原理圖，從網(wǎng)上買(mǎi)來(lái)元件進(jìn)行焊接，所買(mǎi)元件詳細(xì)信息見(jiàn)附錄 1。 在 Keil 輸出設(shè)置中勾選輸出 hex 文件，然后編譯并產(chǎn)生 hex 文件，用于后面的仿真和硬件實(shí)現(xiàn)功能。所以我們可以對(duì)波形進(jìn)行采樣處理可以得到一個(gè)周期的 波形波碼，比如正弦波的波碼如下： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 28 頁(yè) 程序編寫(xiě)思路流程圖： 圖 34 程序流程圖 所以我們可以利用 c51單片機(jī)把波碼數(shù)據(jù)通過(guò) P1口發(fā)送給 D/A轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832處理，依照此思路進(jìn)行，我通過(guò)查閱資料和上網(wǎng)查詢一些信號(hào)發(fā)生器程序的范例，然后整理思路編寫(xiě)自己的程序。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 26 頁(yè) 圖 32 Keil μ Vision4 軟件 整體電路 仿真 原理圖 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的整體仿真原理如圖 33， AT89C51 的 P0 口作為向 D/A 轉(zhuǎn)換芯片DAC0832 發(fā)送數(shù)據(jù)的端口， P1 口作為控制 LCD1602 顯示的端口， P2口和 P3 口分別用來(lái)控制 DAC083 LCD1602 的是使能端和按鍵。 Keil 可以可以用來(lái)編寫(xiě)多種程序， Atmel 系列單片機(jī)只是其中的一種，而且 Keil 可以使用匯編語(yǔ)言或者 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫(xiě) ，只是創(chuàng)建文件時(shí)的后綴名不一樣，我們此次設(shè)計(jì)采用 C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。 圖 31 proteus 軟件啟動(dòng)畫(huà)面 要完成仿真，必須要用到 hex文件，而 hex文件則是程序編譯后生成的文件。在搭建過(guò)程中也有一些小技巧，比如縮放中找不到仿真圖了，我們按 F8 像是當(dāng)前工作區(qū)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)元件的位置不對(duì)且需要旋轉(zhuǎn)時(shí)，我們可以用 +號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然也可用右鍵對(duì)元件進(jìn)行 XY軸對(duì)稱。由于 Proteus 功能強(qiáng)大，現(xiàn)在的應(yīng)用范圍很廣泛，所以得到了全球的認(rèn)可，深受單片機(jī)愛(ài)好者的喜愛(ài)。由于單片機(jī)實(shí)物制作麻煩，耗時(shí)長(zhǎng)，所以一個(gè)能仿真單片機(jī)的軟件就很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。 第 3 章 軟件仿真及程序編寫(xiě) 仿真軟件和編程軟件 本次設(shè)計(jì)中我們采用仿真和編程所用到的軟件分別是 Proteus 和 Keil。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 24 頁(yè) 圖 217. LM324 的引腳排列圖 由于 LM358具有電源電壓范圍寬，價(jià)格低廉 ， 功耗小，可單電源使用等優(yōu)點(diǎn)，因此 LM358 被廣泛應(yīng)用在各種 運(yùn)放 電路中。 （ 2） 內(nèi)部頻率不?；芈?，外圍元件少 （ 3） 靜態(tài)電流?。?Icc= 沒(méi) A（典型值， RL=∞） （ 4） 與數(shù)字集成電路兼容 （ 5） 輸出電壓范圍寬： 0V— （ 6） 共模輸入范圍寬： 0V— 引腳功能說(shuō)明： 引腳圖如圖 217， LM358 包含兩個(gè)運(yùn)算放大器，其中標(biāo)注 INPUT1()的 2號(hào)引腳是運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端， OUTPUT1(+)的 3 號(hào)引腳為運(yùn)放 1 的正輸入端 ,1 號(hào)引腳OUTPUT1 是運(yùn)放 1 的輸出端，運(yùn)放 2 的管腳與此類似。 LM358 的內(nèi)部原理圖如圖 216： : 圖 216 LM358 內(nèi)部原理圖 LM358 電器特點(diǎn)： （ 1） 電源電壓工作范圍比較寬：?jiǎn)坞娫?— ，雙電源177。此電路的具體信息如 圖 214 所示： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 22 頁(yè) V R E F8R F B9GND10I O U T 111I O U T 212D I 713D I 614D I 515D I 416D I 07CS1W R 12GND3D I 34D I 25D I 16X F E R17W R 218I L E19VDD20D A C 0 8 3 2814321L M 3 5 8 D814321L M 3 5 8 DR2R1R3OUTV R E F 圖 214 雙極性轉(zhuǎn)化電路 從圖 214 中我們可以看到有兩個(gè)放大器，第一個(gè)可以將 DAC0832 輸出的電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓模擬信號(hào)，第二個(gè)則可以把上一級(jí)的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成雙向的電壓模擬信號(hào)輸出。而示波器要測(cè)的波形為電壓信號(hào)，所以必須把轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)通過(guò)雙極性轉(zhuǎn)化電路才能實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。i++) //輸出字符串 { Write_LCD_Data(str[i])。 //設(shè)置 LCD顯示的起始位置 //第二行行首地址： 80H+40H=0CH 教材 P287 for(i=0。 if (y==0) Write_LCD_Command(0x80|x)。i++) //輸出字符串 { Write_LCD_Data(s[i])。 for(i=0。 } void Display_LCD_String(uchar p,uchar *s) { uchar i。 //延時(shí) Write_LCD_Command(0x0c)。 //延時(shí)操作 Write_LCD_Command(0x06)。 Write_LCD_Command(0x01)。 } //LCD 初始化 void Initialize_LCD() { Write_LCD_Command(0x38)。 DelayMS(1)。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 20 頁(yè) P0=dat。 //高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 RW=0。0x80)==0x80)。 } //設(shè)置 LCD顯示位置 void Set_Disp_Pos(uchar pos) { Write_LCD_Command(pos|0x80)。 //產(chǎn)生正跳變 DelayMS(1)。 //先置 0，后面置 1，產(chǎn)生正跳變，寫(xiě)操作 P0=cmd。 //低電平 0，選擇指令寄存器 RW=0。0x80)==0x80)。 return LCD_Status。 LCD_Status=P0。 //RW 為讀寫(xiě)信號(hào)端，加高、低電平時(shí)分別進(jìn)行讀、寫(xiě)操作 EN=1。 RS=0。i++)。 while(ms) for(i=0。 sbit EN=P2^2。 LCD1602 驅(qū)動(dòng)程序 // //液晶控制與顯示程序 // include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit RS=P2^0。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 18 頁(yè) 第 15～ 16 腳：為 LCD的背光控制端。 第 6 腳： E/EN 端為使能端 ,當(dāng)給此腳加高電平 (1)時(shí)， LCD 將進(jìn)行讀操作，當(dāng)施加下降沿脈沖時(shí)， LCD進(jìn)行寫(xiě)操作。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇端，當(dāng)對(duì) RST 加高電壓和低電壓時(shí)，會(huì)分別選擇數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器。 第 2 腳： VCC 為 5V 電源正極。也就是說(shuō)加電的液晶分子會(huì)使光線扭轉(zhuǎn) 90 度從而通過(guò)濾光片，而不加電則不能通過(guò)。而LCD1602 的液晶屏幕正是由這樣兩片相互垂直的極化濾光片組成，正常情況下所有的光線都不能同時(shí)通過(guò)兩個(gè)濾光片，但是當(dāng)兩個(gè)濾光片中間存在扭曲的液晶分子時(shí)，光 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 17 頁(yè) 線就有可能通過(guò)了。極化濾光片其實(shí)就是多列平行的細(xì)線，只有振動(dòng)方向與細(xì)線平行的光線才能通過(guò)。如果在液晶分子兩端施加一個(gè)電壓時(shí)，液晶分子就會(huì)重 新進(jìn)行排列，從而呈現(xiàn)平行狀態(tài)，所以這是通過(guò)的光不會(huì)有任何扭轉(zhuǎn)，可以直射出去 [3]。電路如圖 211 所示： 圖 211jg+示波器圖 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 16 頁(yè) LCD1602 工作原理 單色液晶顯示器的原理 圖 212. 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物圖 表 21. 液晶主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16 x 2 個(gè)字符 芯片工作電壓 ~ 工作電流 () 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 x (寬乘高 ) 從內(nèi)部構(gòu)造上來(lái)講， LCD 技術(shù)就是把液晶灌入平