【正文】 H→ A 輸出對應(yīng)模擬量 延時 17 鋸齒波程序流程圖 開始0H→A（A）→0832輸出（A）=F0H？A+1→A置DAC0832口地址40HNY 圖 鋸齒波程序流程 圖 鋸齒波產(chǎn)生首先將 DAC0832口地址至為 4000H，然后將 00H送入寄存器 A中， DAC0832輸出 A 中的內(nèi)容，當(dāng) A 中的內(nèi)容等于 F0H 返回開始，當(dāng) A 中的內(nèi)容不為 0FH 時， A 中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。按鍵 KEY2 按下時復(fù)位。 15 主 程序流程圖 圖 主程序流程圖 本軟件設(shè)計過程中主要實現(xiàn)利用按鍵來控制不同波形的輸出，當(dāng)按鍵 KEY1 按下 1 次時，信號 發(fā)生器就輸出 方波 ；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 2 次時，信號 發(fā)生器就輸出鋸齒波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 3 次時，信號 發(fā)生器就輸出正弦波。模塊主要有：主程序模塊、方波模塊、 鋸齒波模塊、正弦波模塊、延時子程序模塊等。另外 ,發(fā)光二極管發(fā)光說明系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。 由于 LM324 四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可作 電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。兩個信號輸入端中， “”為反相輸入端，表示運放輸出端 0V 的信號與該輸入端的為相反； “+”為同相輸入 端，表示運放輸出端 0V 的信號與輸入端的相位相同。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。則 D/A轉(zhuǎn)換器的總輸出電壓為： VOUT2= [(R3/R2) VOUT1+(R3/R1)] VREF () 設(shè) R1=R3=2R R2=R，則 VOUT2= (2VOUT1+VREF) () DAC0832 主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本題目電路中的主要芯片 。 圖 D/A 轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路 圖 中，運算放大器 A2的作用是把運算放大器 A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。 8 位 輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存 ； 8 位 DAC 寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 ； 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、 與 非門組成的輸入控制電路來控制 2 個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。根據(jù)以上分析，我們的課題選擇了單緩沖方式使用方便，程序簡單，易操作。 單緩沖方式具有適用于只有一路模擬信號輸出或幾路模擬信號非同步輸出的情形的優(yōu)點， 而且 電路線路連接比較簡單。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個寄存器都分別接成受控方式。 當(dāng) WR2 和 XFER 同時有效時， 8 位 DAC 寄存器端為高電平 “1”，此時 DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是輸入寄存器 Q 端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平 “0”時，第一級 8 位輸入寄存器 Q 端的狀態(tài)則鎖存到第二級 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級 8 位DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 ※ AGND（ 3 腳）：模擬量地，即模擬電路接地端。 refV 端與 D/A 內(nèi)部 T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。 ※ bfR ：反饋電阻 ，固化在芯片中，作為運算放大器分路反饋電阻為 DAC 提供電壓輸出 。 ※ IOUT1： DAC 電流輸出端 1。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。在閑置模式下， CPU 停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 圖 為最簡單的上電復(fù)位和手動復(fù)位方法。 ⅲ 自動復(fù)位。 ⅱ 手動復(fù)位。 ⅰ 上電復(fù)位。復(fù)位信號結(jié)束后， CPU 從程序存儲器 “0000H”處開始執(zhí)行程序。10） pF 使用陶瓷濾波器時， C1=C2=40（ 177。 圖 89S51 的時鐘脈沖 圖 (b)中： J 一般為石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時也可以使用陶瓷濾波器。有兩種方式可以向 89S51 提供時鐘脈沖：一是外部時鐘方式，即使用外部電路向 89S51 提供始終脈沖，見圖 33(a)；二是內(nèi)部時鐘方式，即使用晶振由 89S51 內(nèi)部電路產(chǎn)生時鐘脈沖。 ※ XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) /INT0(外中斷 0 的請求 ) /INT1(外中斷 1 的請求 ) T0 (定時 /計數(shù)器 0 外部計數(shù)脈沖輸入 ) T1（定時 /計數(shù)器外部計數(shù)脈沖輸入） /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 9 編程電源（ VPP）。 ※ /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 在從片外程序存儲器 取指期間，在每個機(jī)器周期中，當(dāng) /PSEN 有效時，程序存儲器的內(nèi)容被送上 P0 口 (數(shù)據(jù)總線 )。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率 和 周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ※ ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低 位字節(jié)。 ※ RST：復(fù)位輸入。89C51的 P0、 P P P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。 P3 除了作為普通 I/O 口，還有 8 第二功能 如下表 ： 表 31 端口引腳 圖 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗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 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4 個 TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 ※ P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路的雙向 I/O 口， 可接收輸出 8 個 TTL 門電流。 （ 2） AT89S51 的引腳圖 和 實物圖 如 下 圖 ： 圖 AT89S51 的引腳圖 和 實物圖 ① 主要特性 ： 7 ⑴ 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) )； ⑵ 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz； ⑶ 三級程序存儲器保密鎖定 ； ⑷ 128*8 位內(nèi)部 RAM； ⑸ 32 條可編程 I/O 線 ； ⑹ 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 ； ⑺ 6 個中 斷源 ； ⑻ 可編程串行通道 ； ⑼ 低功耗的閑置和掉電模式 ； ⑽ 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ； ② 管腳說明 ： ※ VCC：供電電壓?？臻e模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù) ，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 AT89S51 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級2 層中斷嵌套中斷， 2 個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 P2 口用來控制 DAC0832 的輸入寄存器選擇信號 CS、輸入寄存器寫選通信號 WR1 及DAC 寄存器寫選通信 號 WR2 和數(shù)據(jù)傳送信 號 XFER。 資源分配 軟、硬件設(shè)計是設(shè)計中不可缺少的，為了滿足功能和指標(biāo)的要求，資源分配如下 (1) 晶振采用 12MHZ； (2) 內(nèi)存分配 。 方案選擇： 方案二中 C8051F005 芯片系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易控制，芯片成本高，對于本系統(tǒng)而言利用率低， AT89S51 芯片簡單易控制，成本低，性能穩(wěn)定 ,因此采用方案一。 方案二： C8051F005 單片機(jī)是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與 AT89S51 兼容 5 的微控制器的內(nèi)核，與 MCS51 指令集完全兼容。比如 805 89C51 等等早期 MCS51兼容產(chǎn)品。 ⑻ 全新的加密算法，這使得對于 89S51 的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。 ⑹ 雙數(shù)據(jù)指示器。 ⑷ 具有雙工串行通道。是一個強(qiáng)大易用的功能。同時，為什么選 AT89S51 而不選用 AT89C51，那是因為 AT89S51 相對于 AT89C51更強(qiáng)大， AT89S51 增加的新功能包括： ⑴ 性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比 89C51 更低。 芯片選擇模塊 方案一： AT89S51 單片機(jī)是一種高性能 8 位單片微型計算機(jī)。輸出波形穩(wěn)定，精度高，濾波好，抗干擾效果好，連接簡單，性價比高。 4 方案選擇 方案一： AT89S51 芯片中每一路模擬輸出與 DAC0832 芯片相連，構(gòu)成多個 DAC0832同步輸出電路，輸出波形穩(wěn)定，精度高，但是第二級 DAC0832 輸出，發(fā)生錯誤并且電路連接復(fù)雜。而本項目選擇了單片雙極性。 信號發(fā)生器與其它相比還具有如下優(yōu)點： ① 較分立元件信號發(fā)生器而言，具有頻率高，工作穩(wěn)定，容易調(diào)試等特性； ② 較專用 DDS 芯片的信號發(fā)生器而言，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低等特性。只要對電路稍加修改，調(diào)整程序，即可完成功能升級。 利用單片機(jī)采用程序設(shè)計方法來產(chǎn)生低頻信號，其下限頻率很低。 (4) 低電壓、低功耗 單片機(jī)大量用于攜帶式產(chǎn)品和家用消費類產(chǎn)品，低電壓和低功耗尤為重要。又內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了芯片之間的連線，這大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。其邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機(jī)。 (2) 控制功能強(qiáng) 3 單片機(jī)體積雖小，但 “五臟俱全 ”，它非常適用于專門的控制用途。單片機(jī)的特點歸納起來有以下幾個方面。由于單片機(jī) 這種特殊的結(jié)構(gòu)形式，在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，它承擔(dān)了大中型計算機(jī)和通用微型計算機(jī)無法完成的一些工作。因此，單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家 工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一?，F(xiàn)代電子領(lǐng)域中，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，這必將導(dǎo)致傳統(tǒng)控制與檢測技術(shù)的日益革新。一旦工作需求功能有增加， 則電 路 復(fù)雜 程度 會 大大增加。在科 學(xué)研 究和生 產(chǎn)實踐 中，如工 業(yè)過 程控制，生物 醫(yī)學(xué) ，地震模 擬 機(jī)械振 動 等 領(lǐng) 域常常要用到低 頻 信 號 源。 Opamp device 2 正 文 1 緒 論 信號發(fā)生器現(xiàn)狀 信 號發(fā) 生器作 為 一 種 常 見 的 應(yīng) 用 電 子 儀 器 設(shè)備 ， 傳統(tǒng) 的可以完全由硬件 電 路搭接而成，如采用 555 振 蕩電 路 發(fā) 生正弦波、三角波和方波的 電 路便是可取的路 徑 之一，不用依靠 單片機(jī)。 The lowfrequency signals。本系統(tǒng)設(shè)計簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實用性 。此電路清晰，出現(xiàn)故障容易查找 ，操作簡單、方便。 由 AT89S51 單片機(jī)和一片 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成數(shù)字式低頻信號發(fā)生器。 河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表 ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 II 河西學(xué)院物電系指導(dǎo)教師指導(dǎo)畢業(yè)論文情況登 記表 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果