【正文】 能夠更 好的服務(wù)于硬件， 因此本系統(tǒng) 達(dá)到 了 設(shè)計(jì)任務(wù) 書 所要求的性能指標(biāo)。 （ 6） 在頻率處理 電路設(shè)計(jì) 時(shí)，由于 自身 電路設(shè)計(jì) 的 不足和外界 噪聲 的干擾，致使 LCD1602 顯示的頻率、幅度與用數(shù)字示波器觀察得到的頻率、幅度有一定的 不一致 ，但通過一組組的數(shù)據(jù)觀察和比較，發(fā)現(xiàn)了其中的誤差規(guī)律，一次次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析、 統(tǒng)計(jì)、 總結(jié)，進(jìn)行了一次次的 修 正，從而減小了誤差。但是仿真的時(shí)候還是不能顯示波形頻率。但是在加入程序后由于將 MOV SCON， 00010000B 誤寫為 MOV SCON， 00010000H 導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)，最后改正后，即將正確的 74LS165的程序加入到每個(gè)波形的處理子程序中后，四種波形頻率均可調(diào) [10]。 （ 2） 通過我在圖書館查資料，編寫完成了可以通過 8 位撥碼開關(guān)的數(shù)字量送給單片機(jī)的 累加器 A，然后取反后在送給寄存器 R3 中，然后然 R3 減 1，直到減到 0 為止 ，利用此段延時(shí)作為兩 個(gè)階梯電壓之間的時(shí)間差，從而達(dá)到實(shí)時(shí)改變四種波形的頻率的目的。 軟件 程序調(diào)試 系統(tǒng)軟件調(diào)試是通過程序調(diào)節(jié)從而使電路系統(tǒng)更好的工作，以期得到更接近準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而使電路工作輸出更精確，更接近實(shí)際。而每次送到 DAC0832 的八位數(shù)字量是根據(jù)查正弦波形數(shù)據(jù)表格而得到 。將一個(gè)周期內(nèi)的正弦波形等分為 256 份，對(duì)應(yīng) 256 個(gè)數(shù)字量， 利用查數(shù)據(jù)表的方式來實(shí)現(xiàn)波形的產(chǎn)生。 方法二： DAC0832 是 8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器件，其工作電壓是 0—5V，當(dāng)輸入00H 數(shù)字量的時(shí)候，輸出為 0V電壓；當(dāng)輸入 07FH 數(shù)字量的時(shí)候，輸出為 電壓；當(dāng)輸入 0FFH 數(shù)字量的時(shí)候，輸出為 5V電壓。但這種波形發(fā)生器輸出頻率范圍窄，而且電路參數(shù)設(shè)定較繁瑣，輸出的波形易受外界環(huán)境影響，不穩(wěn)定，對(duì)電路硬件要求很高，不易實(shí)現(xiàn)。 (4) 正弦波產(chǎn)生 子程序 1） 正弦波產(chǎn)生子程序 流程圖見圖 。 圖 方波產(chǎn)生子程序流程圖 設(shè) R0=9 P0口輸出 0FFH 讀撥碼開 關(guān)狀態(tài)，取反后存入 R3 以 R3 為延時(shí)常數(shù)，延時(shí) R0=R0+2 R0=254？ R0 清零 P0口輸出 00H 讀撥碼開關(guān)狀態(tài)，取反后存入 R3 以 R3 為延時(shí)常數(shù)，延時(shí) R0=R0+2 ？ R0=254？ 返回 Y N 設(shè) R0=0 口輸出讀撥碼開關(guān)狀態(tài)，取反后存入以 為延時(shí)常數(shù)，延時(shí)？清零口輸出讀撥碼開關(guān)狀態(tài)，取反后存入以 為延時(shí)常數(shù)，延時(shí)？？返回N Y 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 23 (3) 三角波產(chǎn)生子程序 1） 三角波產(chǎn)生子程序 流程圖見圖 。 圖 鋸齒波產(chǎn)生子程序流程圖 (2) 方波產(chǎn)生子程序 1） 方波產(chǎn)生原理 先給寄存器 R0 賦值 00H，并且將 0FFH 送給 P0 口（ DAC0832 的八位數(shù)據(jù)輸入端與 P0 口相連）使得 DAC0832 電壓輸出端輸出高電平，然后讓它不斷地R7， Acc 清零 P0=R7 讀撥碼開關(guān)狀態(tài)，取反后存入 R3 以 R3 為延時(shí)常數(shù)，延時(shí) R7=R7+1 R0=254？ R7=255？ 返回 Y N 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 22 自加 2，直到加到 254，重新給寄存器 R0 賦值 00H，并且將 00H 送給 P0 口，使得 DAC0832 電壓輸出端輸出低電平，然后讓它不斷地自加 2，直到加到 254，可以又自動(dòng)歸 0，然后再不斷地重復(fù)上述過程進(jìn)而產(chǎn)生方波。先將 00H 給寄存器 R6 賦值，然后讓它不斷地自加 1，直到加到 255，DAC0832 可以又自動(dòng)歸 0，然后再不斷地重復(fù)上述過程進(jìn)而產(chǎn)生鋸齒波。適當(dāng)選擇循環(huán)的時(shí)間，可以得到不同周期的鋸齒波。 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 19 Y N Y N Y N Y N 圖 主程序流程圖 頻率調(diào)整子程序 (1) 程序設(shè)計(jì)思路 按鍵部分我們通過 8位撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn) 8位數(shù)字量通過 74ls165的并行輸入開 始 初始化，設(shè)置常量及指針 SQUK 按下 熄滅 SQUL 熄滅 SAWL 熄滅 TRIL 熄滅 SINL 點(diǎn)亮 SINL 調(diào)用方波輸出程序，輸出一個(gè)方周期的方波 點(diǎn)亮 TRIL 點(diǎn)亮 SAWL 點(diǎn)亮 SQUL 調(diào)用鋸齒波波輸出程序，輸出一個(gè)方周期的鋸齒波波 調(diào)用三角波輸出程序，輸出一個(gè)方周期的三角波 調(diào)用正弦波輸出程序，輸出一個(gè)方周期的正弦波 SAWK按下 TRIK 按下 SINK 按下 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 20 串行輸出的數(shù)據(jù)存入單片機(jī)的累加器 A 中，然后將 A 中的值取反后送給寄存器R3，以 R3 為延時(shí)常數(shù)進(jìn)行延時(shí)，使得階梯電壓沒升高一定的數(shù)值后就以 R3 為延時(shí)常數(shù)進(jìn)行延時(shí)，從而改變波形的輸出頻率，使頻率能夠?qū)崟r(shí)隨著撥碼按鍵開關(guān)量的輸入而改變，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)。 主程序流程圖 主程序設(shè)計(jì)思路 :首先給單片機(jī)上電，對(duì) LCD1602 和中斷進(jìn)行初始化設(shè)置，然后進(jìn)行進(jìn)行按鍵掃描，如果有按鍵按下就產(chǎn)生外部中斷 0 中斷，首先判斷方波選擇按鍵 SQ 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮；若沒按下繼續(xù)判斷鋸齒波選擇按鍵 ST 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮；若沒按下繼續(xù)判斷三角波選擇按鍵 TRI 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮；若沒按下繼續(xù)判斷正弦波選擇按鍵 SIN 是否按下，若按下對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈點(diǎn)亮，若四個(gè)按鍵均未按下，跳到主程序，等待中斷的產(chǎn)生。模塊化的編程方法使得程序具有可讀性和易于維護(hù)的特點(diǎn)。 綜合以上匯編語言的優(yōu)點(diǎn)，波形發(fā)生器系統(tǒng)的軟件部分由匯編語言設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn)。 匯編語言，是一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語言，匯編語言直接同計(jì)算機(jī)的底層軟 件甚至硬件進(jìn)行交互，它具有如下一些優(yōu)點(diǎn)： (1)能夠直接訪問與硬件相關(guān)的存儲(chǔ)器或 I/O 端口； (2)能夠不受編譯器的限制，對(duì)生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制； (3)能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)代碼做最佳的優(yōu)化，提高運(yùn)行速度； (4)能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。 C++在這方面做了很好的改進(jìn) ,在保留了指針操作的同時(shí)又增強(qiáng)了安全性。從應(yīng)用的角度， C 語言比其他高級(jí)語言較難掌握。具體應(yīng)用 到 單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā) ，但是 它 仍 具有如下 缺點(diǎn) ： (1)C 語 言的缺點(diǎn)主要是表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的封裝性上，這一點(diǎn)使得 C 在數(shù)據(jù)的安全性上做的有很大缺陷，這也是 C 和 C++的一大區(qū)別。C 語言既具有高級(jí)語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。這部分電路比較簡單，采用三端穩(wěn)壓管 7805 的輸出來實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)的供電要求，由于不是本次設(shè)計(jì)的核心部分，故在此不作詳述。 圖 “D”型 9 針插頭引腳定義 圖 單片機(jī)與 PC機(jī)的串行接口方案 電源供電電路 電源由 12V直流穩(wěn)壓電源經(jīng)過變壓、全波整流、電容濾波、三段集成穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓后給單片機(jī)供電。由于兩者的電平不匹配，必須對(duì)單片機(jī)輸出的 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS232 電平 ，即由 12V轉(zhuǎn)換為 5V。其電路圖如圖 。 1602內(nèi)部集成有顯示芯片，可以識(shí)別英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字和日語。 0406030201000507WRWRCSCSRF BV RE F8G ND3V C C20CS1W R 12DI 34DI 25DI 16DI 07RF B9G ND10I O UT 111I O UT 212DI 713DI 614DI 515DI 416X F E R17W R 218I L E ( B Y 1 /B Y 2 )19D A C 0 8 3 2DA C0 8 3 292% 135幅度滑變1 0 0 k 圖 幅度調(diào)整模塊電路圖 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 15 LCD1602 顯示模塊 LCD1602 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的 點(diǎn)陣 型 液晶模塊它有若干個(gè) 57或者 511 等點(diǎn)陣字符位組成， 1602采用并口傳輸，速度比 12864 快。 0801 501 40901 001 101 201 3TXDS/L01 5080901 001 101 201 301 4R X DO F F ON12345678161514131211109D S W 1D I P S W _ 8SI10D011D112D213D314D43D54D65D76SO9C L K2QH7I N H15S H /L D1U674 LS 1 6 5 圖 頻率調(diào)整模塊電路圖 幅度調(diào)整模塊 采用將 DAC0832 的 RFB 引腳接一個(gè) 100k 的滑動(dòng)變阻器來改變 DAC0832的基準(zhǔn)電壓 Vref，由 DAC0832 的輸出電壓 Vo=(Vref/2^8)*N(N 為單片機(jī)送給DAC0832 的 8 位數(shù)字量 )知道，改變基準(zhǔn)電壓 Vref 就可以改變 DAC0832 的輸出電壓，從而達(dá)到波形幅度的改變。 頻率調(diào)整模塊 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 14 按鍵部分我們通過 8位撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn) 8位數(shù)字量通過 74ls165的并行輸入串行輸出給單片機(jī)的方案，這樣設(shè)計(jì)的目的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省單片機(jī)的 I/O 口資源，電路結(jié)構(gòu)簡單易行。由于 DAC0832 存在的非線性，輸出信號(hào)的幅值存在一定的誤差。 通過 1k 電位器與兩個(gè) 1k 的電阻進(jìn)行直流偏移的調(diào)節(jié)。其電路圖 如下： 0406030201000507WRWRCSCSR F BR F BV R E FV R E FV R E F8G N D3V C C20CS1W R 12D I 34D I 25D I 16D I 07R F B9G N D10I O U T 111I O U T 212D I 713D I 614D I 515D I 416X F E R17W R 218I LE ( B Y 1/ B Y 2)19U1D A C 08 3 2321411U3LM 32 4100% 123R V 110 0 ko u tABCDU 3( V + )U 3( V ) 圖 DAC0832 及濾波放大電路 電路性能指標(biāo)分析 :用于調(diào)壓的 DAC0832 的參考電壓是 12V，所以，峰峰值可以調(diào)節(jié)到的最大值為 12V，由于運(yùn)放的電源均為 177。為了防止程序執(zhí)行過程中失步或運(yùn)行紊亂，此處我們采用了上電復(fù)位電路 [8]。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。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。晶振電路解法 如 圖 所 示 ，一端 接 基于單片機(jī)的波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 13 在 XTAL1 引腳上，另一端 接在 XTAL2 引腳上 。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 (3) 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 其應(yīng)用特點(diǎn) 如下 [7]： (1) 可以給 用戶 提供 大量 I/O 口線。 ( si n 1 ) 255( 255 ) / 2tDi Y A ? ? ?? ? ?