【正文】 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口 。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口： P3口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部 16 數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH 編程和校驗(yàn)時， P1 口作為第八位地址接收。P1 口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高 。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 178。VCC ：供電電壓 ， 178。 低功耗的閑置和掉電模式 178。5 個中斷源 178。32 可編程 I/O 線 178。 三級程序存儲器鎖定 178。4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 178。 AT89C51 單片機(jī)的功能： 1．主要特性： 178。 14 圖 31 AT89C51 芯片 它有 40個管腳，分成兩排，每一排各有 20個腳，其中左下角標(biāo)有箭頭的為第 1腳，然后按逆時針方向依次為第 2 腳、 第 3 腳??第 40腳。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 各模塊具體設(shè)計(jì) AT89C51單片機(jī)介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 資源分配 ①主控芯片采用 ATMEL 公司的 89C51； 按鍵 復(fù)位電路 AT89C51 LCD 顯示 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 電流電壓轉(zhuǎn)換電流 波形輸出 13 ②采用 12MHz 的晶振器為 89C51 提供時鐘信號； ③提供 12V、 12V和 5V 電壓； ④對于 89C51 內(nèi)存分配 P1 口的 分別與 五 個按鍵連接，分別控制鋸齒波、三角波、正弦波和方波 以及他們頻率的調(diào)節(jié)和占空比， 以及 P0 口 與 LCD 連接， P2 口與 DAC0832 的 DI0DI7 數(shù)據(jù)輸入端相連。 12 第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 基本原理 低頻信號發(fā)生器系統(tǒng)主要由 CPU、 D/A 轉(zhuǎn)換電路、電流 /電壓轉(zhuǎn)換電路、按鍵和 顯示電路 、電源等電路組成。 ：最小系統(tǒng) ：用按鍵來控制輸出波形 的種類和數(shù)值的輸入 ：采用 LCD 顯示波形的頻率 系統(tǒng)要求是便攜式低功耗的，所以在硬件電路建立前首先粗略計(jì)算一下整個系統(tǒng)所需的功耗。最后通過聯(lián)調(diào)仿真，做出電路板成品。 11 在通過顯示部分顯示其頻率，和波形。 綜合考慮，方案 四 各項(xiàng)性能和指標(biāo)都優(yōu)于其他幾種方案，能使輸出頻率有較好的穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)的要求，而且這些芯片及器件均為通用器件，在市場上較常見，價(jià)格也低廉，樣品制作成功的可能性比較大，所以本設(shè)計(jì)采用方案 四 。 方案四：采用 AT89C51 單片機(jī)和 DAC0832 芯片，直接連接鍵盤和顯示。 方案三： 利用專用直接數(shù)字合成ＤＤＳ芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達(dá)到很高的頻率。 方案二： 可以由晶體管、運(yùn)放 IC 等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器 IC產(chǎn)生。 對目前而言，國外（美）研究和使用 的信號發(fā)生器大多要求頻率在10 6? HZ50MHZ，產(chǎn)生正弦、三角、鋸齒、方波、調(diào)幅、直流等波形，而國內(nèi)則對頻率在 5*10 3? HZ40MHZ，能產(chǎn)生正選 三角等基本波形已經(jīng)調(diào)幅、調(diào)頻、 TTL等的信號發(fā)生器需求大。 公司 Tektronix Tektronix 橫河電機(jī) Wavetek 型號 AG320 AWG710 AG5100 295 最高采用頻率 16MS/s 4GMS/s 1GMS/s 50MS/s 通道數(shù) 2 2 2 4 垂直分辨 12bit 8bit 8bit 12bit 9 率 存儲容量 64K 8M 8M 64K 輸出電壓 10V 2V 15V 本課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 二十一世紀(jì)，隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種工作頻率可過 GHz 的 DDS 芯片，同時也推動了函數(shù)波形發(fā)生器的發(fā)展， 2020 年， Agilent 的產(chǎn)品 33220A 能夠產(chǎn)生 17 種波形，最高頻率可達(dá)到 20M， 2020 年的產(chǎn)品 N6030A 能夠產(chǎn)生高達(dá) 500MHz 的頻率，采樣的頻率可達(dá) 。波形操作方法的好壞，是由波形發(fā)生器控制軟件質(zhì)量保證的，編輯功能增加的越多，波形形成的操作性越好。 國內(nèi)外波形發(fā)生器產(chǎn)品比較 早在 1978 年，由美國 Wavetek 公司和日本東亞電波工業(yè)公司公布了最高取樣頻率為 5MHz ，可以形成 256 點(diǎn) (存儲長度 )波形數(shù)據(jù)，垂直分辨率為8bit，主要用于振動、醫(yī)療、材料等領(lǐng)域的第一代高性能信號源，經(jīng)過將近 30年的發(fā)展，伴隨著電子元器件、電路、及生產(chǎn)設(shè)備的高速化、高集成化，波形發(fā)生器的性能有了飛速的提高。這些新 一代臺式儀器具有多種特性，可以執(zhí)行多種功能。 （ 3）隨著信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，臺式儀器在走了一段下坡路之后，又重新繁榮起來。由于 VXI 總線的逐漸成熟和對測量儀器的高要求，在很多領(lǐng)域需要使用 VXI 系統(tǒng)測量產(chǎn)生復(fù)雜的波形， VXI 的系統(tǒng)資源提供了明顯的優(yōu)越性，但由于開發(fā) VXI 模塊的周期長，而且需要專門的 VXI機(jī)箱的配套使用，使得波形發(fā)生器 VXI 模塊僅限于航空、軍事及國防等大型領(lǐng)域。 （ 2）與 VXI 資源結(jié)合。從而促進(jìn)了函數(shù)波形發(fā)生器向任意波形發(fā)生器的發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)語言的飛 8 速發(fā)展也對任意波形發(fā)生器軟件技術(shù)起到了推動作用。波形發(fā)生器 通常允許用一系列的點(diǎn)、直線和固定的函數(shù)段把波形數(shù)據(jù)存入存儲器。 而近幾年來，國際上波形發(fā)生器技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）過去由于頻率很低應(yīng)用的范圍比較狹小，輸出波形頻率的提高，使得波形發(fā)生器能應(yīng)用于越來越廣的領(lǐng)域。 HP8770A 實(shí)際上也只能產(chǎn)生 8 中波形，而且價(jià)格昂貴。這時期的波形發(fā)生器多以軟件為主，實(shí)質(zhì)是采用微處理器對 DAC 的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。同時，主要表現(xiàn)為兩個突出問題，一是通過電位器的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)，因此很難將頻率調(diào)到某一固定值；二是脈沖的占空比 不可調(diào)節(jié)。 在 70 年代前，信號發(fā)生器主要有兩類：正弦波和脈沖波，而函數(shù)發(fā)生器介于兩類之間，能夠提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等幾種常用標(biāo)準(zhǔn)波形，產(chǎn)生其它波形時，需要采用較復(fù)雜的電路和機(jī)電結(jié)合的方法。 7 波形發(fā)生器是能夠產(chǎn)生大量的標(biāo)準(zhǔn)信號和用戶定義信號，并保證高精度、高穩(wěn)定性、可重復(fù)性和易操作性的電子儀器。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號源所需的 RC 很大；大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)的精度亦難以保證；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)。目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。 該設(shè)計(jì)課題的研究和制作全面說明對低頻信號發(fā)生系統(tǒng)要有一個全面的解、對低頻信號的發(fā)生原理要理解掌握，以及低頻信號發(fā)生器工作流程：波形的設(shè)定， D/A 轉(zhuǎn)換，單片機(jī)（ 51 單片機(jī)，顯示電路，鍵盤控制），顯示和各模塊的連接通信等 各個部分要熟練聯(lián)接調(diào)試， 能夠正確的了解常規(guī)芯片的使用方法、掌握 簡單信號發(fā)生器應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)方法 ， 進(jìn)一步鍛煉了我們在信號處理方面的實(shí)際工作能力。單在某些場合，我們需要特殊波形對系統(tǒng)進(jìn)行測試，這是傳統(tǒng)的模擬信號發(fā)生器和數(shù)字信號發(fā)生器很難勝任的。 課題意義 便攜式和智能化越來越成為儀器的基本要求，對傳統(tǒng)儀器的數(shù)字化，智能化，集成化也就明顯得尤為重要。 但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足許多方面實(shí)際應(yīng)用的需求。譬如在示波器、電視機(jī)等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運(yùn)動，以利用熒光屏 顯示圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時基電路。 在科學(xué)研究、工程教育及生產(chǎn)實(shí)踐中，如工業(yè)過程控制、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械振動試驗(yàn)、動態(tài)分析、材料試驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號發(fā)生器?，F(xiàn)在，許多信號發(fā)生器帶有微處理器 ，因而具備了自校、自檢、自動故障診斷和自動波形形成和修正等功能，可以和控制計(jì)算機(jī)及 其他測量儀器一起方便的構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。 （上面為目錄格式，具體章節(jié)的數(shù)量還有各小節(jié)的數(shù)量可以自己規(guī)定，不一定按照上面的數(shù)量寫， 目錄是在寫好正文后，再自動生成的，不用在這里填寫 ） 5 第 1 章 緒 論 課題背景 隨著電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促使信號發(fā)生器種類增多，性能 提 高 。 ...................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ...................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 .................................................................................................................................... 40 ...................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ......................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................................................................................ 13 ............................................................................................................................ 21 ......................................................................