【正文】 由于本人學(xué)識有限，加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進(jìn)之處，真誠歡迎各位師長、提出寶貴意見。在課題的寫作期間，我經(jīng)歷了不知從何入手的無助和設(shè)計過程中遇到的各種困難，都是靠楊老師在百忙之中抽出時間來對我們悉心指導(dǎo)，為我們提出了各方面的指導(dǎo)意見，為我們提供各方面的重要資料，是我們的工作進(jìn)程中的中間力量。另外，通過這次設(shè)計，我最大的體會就是理論的知識看似掌握的很透徹，但真正把它做出產(chǎn)品出來確實遇到很多困難。尤其是在焊接芯片時，由于他的引腳很多，只要焊錯一點就很麻煩。對單片機(jī)控制0832產(chǎn)生鋸齒波的程序如下:OUTPUT： MOV R1， 0FFH ；送數(shù)字量進(jìn)寄存器；MOV DPTR， 07FFFH ；地址指針指向0832的口地址MOV A， R1 ；寄存器內(nèi)容送累加器AMOVX DPTR， A ；累加器A的數(shù)字量送DAC0832CALL DELAY ；調(diào)用延遲子程序DEC R1 ；數(shù)字量值減1JMP OUTPUT ；往復(fù)輸出MOV A， DATA ；往累加器A中送延遲常數(shù)DELAY：LOOP DELAY ；等待延遲RET ；中斷返回4設(shè)計總結(jié)經(jīng)過這學(xué)期的刻苦努力，我的課程設(shè)計終于取得了階段性的進(jìn)展，雖然我們最后未能將此系統(tǒng)做出實際的產(chǎn)品來，但我們覺得在這兩個多月之內(nèi)，自己的確盡了最大的努力，去鉆研這個系統(tǒng)，從用PROTEL布線布板到收集大量的有關(guān)本系統(tǒng)的文獻(xiàn)資料再到周期非常長的軟件調(diào)試，我們接觸了真正設(shè)計一個電子產(chǎn)品的全部過程，學(xué)到了很多實實在在的知識。又由前面數(shù)據(jù)采集模塊的介紹我們已經(jīng)知道，DAC0832被接成雙緩沖方式，已指定了0832的口地址為07FFFH。放音時，單片機(jī)AT89C51通過定時器控制，定時的將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲器中取出送往D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)摸轉(zhuǎn)換。錄音時AT89C51通過定時器控制采樣頻率。該網(wǎng)絡(luò)在頻域由30Hz起，增益緩慢增大。進(jìn)一步分析可知，該曲線在頻率很高處有大幅度的下降，故可用帶通濾波器來擬合該曲線，由于受單片機(jī)數(shù)據(jù)運算處理能力的限制，數(shù)字濾波不易實現(xiàn)，故這里采用硬件濾波，濾波電路如圖所示。 AT29C040引腳如下 對數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)的校正首先對頻域中的函數(shù)進(jìn)行分析, 在頻域30~4030H范圍內(nèi)的曲線如圖所示。AT29C040讀取時間僅為70ns，單一+5V電源，雙8k字節(jié)的引導(dǎo)區(qū)，內(nèi)部程控定時器，硬件和軟件數(shù)據(jù)保護(hù)功能，快速扇出程序周期10ms，低功耗：待機(jī)為100uA，啟動工作為50mA，10000次擦寫次數(shù)。 單片機(jī)AT89C51與AD574的接口圖 存儲器的選取在數(shù)字化語音存儲與回放的設(shè)計中可用AT29C040 Flash存儲器來存儲時間，AT29C040具有在線可擦寫、非揮發(fā)性、信息保存可靠、存儲容量大等優(yōu)點，每片的容量為512K字節(jié)，它是國外最新產(chǎn)品，該產(chǎn)品的讀寫一般與RAM相同，由于89C51一般能尋址64K字節(jié)[24]。輸出狀態(tài)信號STS 接到P3. 2 端可供單片機(jī)查詢判斷A / D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。R /C 則由RD 和A7 經(jīng)一級或非門提供。為了實現(xiàn)啟動A /D 轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出, AD574 的片選信號CS 由地址總線的次低位A1( P0. 1) 提供, 在讀寫時,A1 應(yīng)設(shè)置為低電平。轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位從D11～D4 輸出,低4 位從D3～D0 輸出,并且直接和單片機(jī)的數(shù)總線相連。在圖2 中,由于AD574 片內(nèi)有時鐘,故無需外加時鐘信號。在當(dāng)前存儲區(qū)滿后,要向主機(jī)發(fā)出中斷請求, 以向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。這種方式可以使系統(tǒng)所能操作的A /D 數(shù)達(dá)10 片之多。需要對轉(zhuǎn)換器分配地址,以逐一讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。(3) 讀取并存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果。 為高電平時,所有AD574 都處于待啟動狀態(tài), 即設(shè)定各AD 的啟動地址均FFFFH。(2) 啟動采樣?，F(xiàn)將AT89C51 的主要任務(wù)分述如下:(1) 接收主機(jī)的采樣命令。由于該接口系統(tǒng)要求各路信號測量同步, 即同時啟動各A / D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換[23]。AD574 完成1 次全12 位轉(zhuǎn)換最多需要35μs ,適合于轉(zhuǎn)換速率低于30kb /s 的應(yīng)用領(lǐng)域。其中,AD574 是1 個完全的單片式12位逐次比較型A /D 轉(zhuǎn)換器, 它帶有可以直接與8 位或16 位總線接口的三態(tài)緩沖器,因而不需要再加鎖存器。系統(tǒng)的硬件設(shè)計在連接上應(yīng)主要考慮三總線(控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線) 的連接。當(dāng)RAM中的數(shù)據(jù)達(dá)到一定數(shù)量時, 單片機(jī)向計算機(jī)發(fā)出中斷請求。其中單片機(jī)是系統(tǒng)的核心部分, 主機(jī)通過接口啟動單片機(jī)工作, 以使CPU資源向其它請求開放。也可以在它的下降沿向CPU發(fā)出中斷請求, 以通知A /D 轉(zhuǎn)換已完成,同時CPU可以讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換完成后,STS返回到低電平。STS:輸出狀態(tài)指示引腳。在讀出期間,當(dāng)A0 為0 時, 輸出高8 位。在轉(zhuǎn)換期間, 當(dāng)A0 為0 時,AD574 進(jìn)行全12 位轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換間為25μs 。 當(dāng)12 / 8 為0(0V) 時,為8 位雙字節(jié)輸出。12 / 8 :數(shù)據(jù)輸出格式選擇腳。CE:片啟動。AD574 為28 腳雙列直插式封裝, 其引腳分布如圖1 所示。另外, 由于AD574 與CMOS 和TTL 兼容, 因而可構(gòu)成簡單的數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)。 A/D轉(zhuǎn)換器AD574介紹1. AD574 的特點及功能AD574 是AD 公司生產(chǎn)的12 位逐次逼近型ADC , 它的轉(zhuǎn)換速度為25μs , 轉(zhuǎn)換精度為0. 05 % , 可廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中[21]。 DAC0832的引腳符號 引腳 功能 符號 引腳 功能D0~7 7~4,16~13 數(shù)據(jù)輸入線ILE 19 數(shù)據(jù)允許信號,高電平有效 1 輸入寄存器選擇信號,低電平有效 2 輸入寄存器寫選通信號,低電平有效 18 DAC 寄存器寫選通信號, 低電平有效 17 數(shù)據(jù)傳送信號, 低電平有效VCC 20 電源輸入線IOUT1,IOUT2 11,12 電流輸出線AGND 3 模擬信號地DGND 10 數(shù)字地RFB 9 反饋信號輸入線VREF 8 基準(zhǔn)電源輸入線2. DAC0832的引腳介紹DAC0832有20個引腳：ID7~ID0是8位數(shù)據(jù)輸入端；ILE是輸入數(shù)據(jù)允許鎖存信號，CS與WR是第一級緩沖器選通信號，這三個信號決定了LE1的電平，LE1位為高電平時，鎖存器的輸出隨輸入變化，LE1的負(fù)跳變使數(shù)據(jù)鎖存進(jìn)鎖存器，LE1為低點電平時，鎖存器的輸出不在隨輸入端數(shù)據(jù)變化；XFER與WR2是第二級緩沖器選通信號，它們決定了LE2的電平，LE2在不同電平時對鎖存器的控制作用與LE2一致；VREF是基準(zhǔn)電壓源輸入端；IOUTIOUT2分別是電流輸出端1和電流輸出端2；RFB是反饋信號輸入端；AGND與DGND是模擬地與數(shù)字地，兩者分開是一項常用的抗干擾措施。電源抑制比 DAC的輸出電壓的變化量與相對應(yīng)的電源電壓變化量之比定義為電源抑制比。絕對誤差△是指DAC的輸入端加有固定的數(shù)字代碼時，實際測得模擬輸出值理論值之間的差。通常用轉(zhuǎn)換時間來反映建立時間，如DAC0832的轉(zhuǎn)換速度為100ns,。建立時間 當(dāng)DAC輸入數(shù)字量發(fā)生變換時，輸出模擬電壓也隨之改變，但輸出電壓變化到穩(wěn)定值時相對于輸入數(shù)字量的變化有一段延遲時間，這段延遲時間就稱為建立時間，用ts表示。本系統(tǒng)設(shè)計時采用的是上電復(fù)位方式。上電復(fù)位電路在通電瞬間，在RC電路充電過程中，RST端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機(jī)復(fù)位。 計算機(jī)復(fù)位狀態(tài)表專用寄存器復(fù)位狀態(tài)專用寄存器復(fù)位狀態(tài)PCACCBPSWSPDPTRP0—P3IPIE0000H00H00H00H07H0000HFFHXXX0 0000B0XX0 0000BTMODTCONTH0TL0TH1TL1SCONSBUFPCON00H00H00H00H00H00H00HXXXX XXXXB0XXX 0000B ②復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路包括片內(nèi)、片外兩部分，片外復(fù)位電路通過引腳加到內(nèi)部復(fù)位電路上，內(nèi)部復(fù)位電路在每個機(jī)器周期S5P2對片外信號采樣一次，當(dāng)RST引腳上出現(xiàn)連續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平時，單片機(jī)就完成一次復(fù)位。在復(fù)位狀態(tài)，CPU和系統(tǒng)都處于一個確定的初始狀態(tài)或成為原始狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，所有的專用寄存器都賦予默認(rèn)值。 一般情況下，單片機(jī)時鐘輸入均采用內(nèi)部時鐘方式，外接一個震蕩電路，本系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式，晶振采用12MHz。②外部時鐘方式 外部時鐘方式是采用外部振蕩器，外部振蕩信號由XTAL2端接入后直接送至內(nèi)部時鐘發(fā)生器。為了減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作，諧振器和電容應(yīng)盡可能安裝的與單片機(jī)芯片靠近。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷振蕩器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘發(fā)生器，見下圖，外接晶振時，CC2值通常選擇為30pF左右；外接陶瓷振蕩器時，CC2約為47pF。時鐘信號可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。方式1：16位定時/計數(shù)器，其邏輯電路和工作情況與方式0幾乎完全相同，唯一的差別就是方式1中TL的高3位也參與了計數(shù)。6. T0和T1的4種工作方式方式0：13位定時/計數(shù)器，TL1（或TL0）的低5位和TH1（或TH0）的8位構(gòu)成，TL中的高3位棄之未用。設(shè)計數(shù)器的最大值為M（在不同的工作模式中，M可以為8192，65536，256），則置入的初值可以這樣來計算。在初始化過程中，要置入定時/計數(shù)器的初值，這時要做一些計算。89C51單片機(jī)的定時/計數(shù)器是可編程的，因此，在進(jìn)行定時或計數(shù)之前也要用程序進(jìn)行初始化。IT0（IT1）=1為脈沖觸發(fā)方式，后負(fù)跳有效。當(dāng)CPU采樣到INT0非（或INT1非