【正文】 大。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。有源帶通濾波器：帶通濾波器被使用于許多音響裝置的頻譜分析器，用來選出各個(gè)不同頻段的信號(hào)，信號(hào)幅度的大小是利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的顯示多少來指示。因運(yùn)放Ai輸入電阻高，運(yùn)放A1A4均把輸出端直接接到負(fù)輸入端，信號(hào)輸入至正輸入端，相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時(shí)Rf=0的情況，故各放大器電壓放大倍數(shù)均為1，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。圖311 同相交流放大器交流信號(hào)三分配放大器：此電路可將輸入交流信號(hào)分成三路輸出，三路信號(hào)可分別用作指示、控制、分析等用途。外接電阻決定電路的電壓放大倍數(shù)Av：Av=1+Rf/R4，電路輸入電阻為R3。Co和Ci都是耦合電容。此電路輸入電阻為Ri。輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反用負(fù)號(hào)來表示。放大器是用單電源來進(jìn)行供電，其中RR2組成1/2V+偏置，C1為消振電容。晶體管的交流放大可以被這種放大器代替，也可以被用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。下面介紹其應(yīng)用實(shí)例。在兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（）是反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+（+）是同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。它的內(nèi)部構(gòu)架是由四組形式完全相同的運(yùn)算放大器組成，四組運(yùn)放放大器電路之間是相互獨(dú)立的，但是電源是相同的。通過KEY1來選擇波形，KEY2來選擇頻率大小。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，筆者手里的1602 ~ 時(shí)對(duì)比度效果最好，也可以將該管腳通過一個(gè)1k 的電阻下拉到地。液晶電源正端接5V，負(fù)端接地，背光正端接5V，負(fù)端接地。其中，DDRAM ：顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼；CGROM ：字符發(fā)生存儲(chǔ)器；CGRAM ：用戶自定義的字符圖形RAM。內(nèi)置字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)，可大量節(jié)省單片機(jī)設(shè)計(jì)的ROM空間以顯示更多的字符，使得軟件編程比較簡單。LCD1602顯示器具有字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形顯示及繪圖與文字畫面混合顯示功能。圖35 D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路圖35中，運(yùn)算放大器A1的單向輸出電壓通過運(yùn)算放大器A2轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。主機(jī)的數(shù)字量是存放在8 位輸入寄存器，使輸入數(shù)字量能夠得到緩沖和鎖存，并加以控制；待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量存放在8位DAC寄存器，并加以控制；通過8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)都是由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制。根據(jù)上述分析，我的課題最終選擇使用單緩沖方式，這樣方便，程序也簡單，容易操作。單緩沖方式適用于1路模擬信號(hào)的輸出或者多路模擬信號(hào)且不是同步輸出的電路，并且電路線路的連接相對(duì)來說較少。雙緩沖輸入方式可在特殊情況下采用，也就是把兩個(gè)寄存器都改變受控方式。DAC寄存器的輸入端D也就是輸入寄存器Q端影響輸出端Q的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第二級(jí)8位DAC寄存器將鎖存第一級(jí)8位輸入寄存器Q端的狀態(tài)，用來進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換通過第三級(jí)8位DAC轉(zhuǎn)換器。(8) GND（10腳）：數(shù)字信號(hào)電路接地端。(6) Vcc：芯片電源電壓，電壓范圍為+5~ 15V。(5) Vref：參考電壓輸入端，正電壓和負(fù)電壓都可以接在這個(gè)端口， 0至255的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度都是由它決定，VREF電壓范圍為(+10～10)V。 IOUT2與IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即IOUT1＋I(xiàn)OUT2＝常數(shù)。(2)IOUT1：模擬電流輸出端1。D/A轉(zhuǎn)換器是由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成?？梢酝耆嫒菸⑻幚砥鳌D33為最簡單的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位方法。其次就是手動(dòng)復(fù)位，即對(duì)一個(gè)復(fù)位按鈕進(jìn)行設(shè)置，一個(gè)復(fù)位信號(hào)在操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生。89S51為高電平復(fù)位，一般有3種復(fù)位方法。10）pF AT89S51的復(fù)位：給CPU一個(gè)復(fù)位信號(hào)就是使CPU開始工作的一種方法，收到復(fù)位信號(hào)后，規(guī)定值通過CPU將內(nèi)部特殊功能寄存器被設(shè)置，“0000H”為此時(shí)程序計(jì)數(shù)器設(shè)置的值。CC2：使用石英晶體時(shí)，C1=C2=30（177。通常情形下，第二種方法比較常用，圖3(b)為其電路。 AT89S51的晶振以及連接方法：CPU在工作中一個(gè)時(shí)鐘脈沖一定要有。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。/EA加密方式1時(shí)將在內(nèi)部鎖定為復(fù)位；內(nèi)部程序存儲(chǔ)器則是在/EA端持續(xù)高電平時(shí)。但這兩次有效的/PSEN信號(hào)在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將不再出現(xiàn)。/PSEN是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。每當(dāng)這時(shí)，ALE起作用是在ALE執(zhí)行MOVX，MOVC指令的情形下，此時(shí)，還略微拉高該引腳。值得注意，一個(gè)ALE脈沖再在被用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過。通常，不變的頻率在ALE端，周期性的輸出正脈沖信號(hào)，振蕩器頻率的1/6為此頻率。ALE/PROG：地址鎖存允許的輸出電平在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)的作用就是對(duì)地址的地位字節(jié)的鎖存。RST為復(fù)位輸入。置1操作若先被執(zhí)行，場效應(yīng)管截止引腳信號(hào)則會(huì)被直接加到三態(tài)緩沖器中，讀入顯示正確。對(duì)于上面的圖，一旦不對(duì)端口置1，為什么一開始在端口鎖存器的狀態(tài)有為0的可能，而場效應(yīng)管柵極的信號(hào)在加到Q端為0Q^為1時(shí)為1，導(dǎo)通了場效應(yīng)管。根據(jù)不同的指令，完成不同的操作可以根據(jù)CPU能夠分別發(fā)出的讀端口或讀引腳信號(hào)。實(shí)際情形中，數(shù)據(jù)并不從外部被導(dǎo)入，讀入到內(nèi)部總線的而是在端口鎖存器中的內(nèi)容，再寫回到端口鎖存器時(shí)，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面也只有在讀端口的時(shí)候。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端口的雙向I/O口是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻，輸出4個(gè)TTL門電流可被接收。當(dāng)?shù)刂窞椤?”時(shí)，P2口輸出特殊功能寄存器的內(nèi)容是通過內(nèi)部上拉優(yōu)勢同時(shí)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫。P2端口的管腳被外部拉低作為輸入，因?yàn)閮?nèi)部上拉的原因輸出電流。P1端口用來作為第八位地址來接收數(shù)據(jù)，在FLASH編程和校驗(yàn)的時(shí)候。P1口：P1端口的8位雙向I/O口可以內(nèi)部提供上拉電阻，P1端口可以接收輸出4TTL門電流通過緩沖器。外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以運(yùn)用P0端口，數(shù)據(jù)/地址的第八位可以定義為P0端口。P0口：P0口是8位的漏級(jí)開路雙向I/O端口，每個(gè)引腳可以吸收八個(gè)TTL門的電流。此外該芯片還有三種不同規(guī)格的封裝規(guī)格：PDIP、TQFP和PLCC，用來達(dá)到不同產(chǎn)品對(duì)芯片規(guī)格的需求圖3 1 AT89S51實(shí)物引腳圖 芯片特性：（1）可編程FLASH存儲(chǔ)器是4K字節(jié)（2）全靜態(tài)工作范圍：0Hz24KHz（3）三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定（4）內(nèi)部RAM是128*8位（5）三十二條可編程的I/O接線（6）16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有兩個(gè)（7）中斷源六個(gè)（8）可編程串行通道（9）低功耗的閑置和掉電模式（10）片內(nèi)振蕩器（11）時(shí)鐘電路 管腳說明：VCC：提供電路電壓。另外，AT89S51可以通過軟件設(shè)置為省電模式以此減少耗電量同時(shí)設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并。主程序初始化程序按鍵控制程序波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生程序LCD顯示程序正弦波三角波鋸齒波方波圖2 2 軟件系統(tǒng)框圖3硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)AT89S51是一種低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，單片機(jī)里有4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，它是ATMEL公司運(yùn)用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)而制造的，同時(shí)兼容了標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元也被集成在芯片中， AT89S51強(qiáng)大的功能可以提供高性價(jià)比的解決方案給嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)。主控模塊：以AT89S51單片機(jī)作為主控制器LCD顯示模塊：通過數(shù)碼管顯示波形名稱和相應(yīng)頻率按鍵模塊：通過按鍵選擇波形以及頻率的大小波形產(chǎn)生模塊：通過D/A轉(zhuǎn)換以及運(yùn)算放大電路輸出波形軟件系統(tǒng)根據(jù)不同的功能分為不同的程序模塊：主程序模塊，、方波模塊、三角波模塊、鋸齒波模塊、正弦波模塊、按鍵控制模塊等。方案選擇：我選擇獨(dú)立式按鍵，因?yàn)槲覀兊闹髦际且谱骱喴椎牡皖l信號(hào)源而我不需要那么多的按鍵所以矩陣式的按鍵數(shù)量太多完全沒有必要，編程也較為簡單，所以我采用了獨(dú)立式的按鍵。方案二：獨(dú)立式按鍵。當(dāng)鍵盤上沒有按鍵閉合是，所有的行列線都會(huì)斷開，行線是高電平。 按鍵選擇方案一：矩陣式按鍵。所以不管是從功能還是價(jià)格來說89S51相對(duì)于89C51來說更加的適合我的課題設(shè)計(jì)。89S51的最高工作頻率是33MHz,而89C51的工作極限頻率是24MHz，也就是說89S51比89C51有了更高的工作頻率，從而有了更快的運(yùn)算速度。89S51相對(duì)于89C51來說功能更加強(qiáng)大，比如：ISP的在線編程功能得到了增強(qiáng)，改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離是這個(gè)功能的特點(diǎn)。原本我方案中的計(jì)劃是選擇89C51來當(dāng)我的核心芯片。AT89S51單片機(jī)是高性能的8位單片微型計(jì)算機(jī)。方案三：采用51單片機(jī)作為主控芯片。MSP 430單片機(jī)是16位的單片機(jī)，它是運(yùn)用了精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，大量不同的尋址方式（包含了4中目的操作數(shù)尋址和7種源操作數(shù)尋址）、多種模擬指令以及簡潔的27條內(nèi)核指令；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及寄存器都能夠進(jìn)行多種運(yùn)算；還可以進(jìn)行高效的查表處理指令等功能。因此它是一款性價(jià)比很高的單片機(jī)。這使得它提高了指令執(zhí)行速度以及增強(qiáng)了相應(yīng)的功能；與此同時(shí)對(duì)外設(shè)管理的開銷也減少了，相對(duì)來說簡化了它的硬件結(jié)構(gòu)，降低了它的成本。 芯片選擇方案一：采用AVR單片機(jī)。MAX038的精確度極高，能夠產(chǎn)生精密的高頻波形可以輸出精確的鋸齒波、三角波、方波和正弦波波形，但是MAX038的成本太高，程序較為復(fù)雜不適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)。所以這個(gè)方案比較復(fù)雜，受到干擾性大，結(jié)果不容易實(shí)現(xiàn)。方案二：鎖相頻率合成。方案一：AT89S51芯片中只有一路模擬輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出，這種情況下ＣＰＵ對(duì)DAC0832 執(zhí)行一次寫操作，則把一個(gè)數(shù)據(jù)直接寫入ＤＡＣ寄存器，DAC0832的輸出模擬信號(hào)隨之對(duì)應(yīng)變化。AT89S51單片機(jī)在接收到鍵盤控制信號(hào)后，根據(jù)軟件程序輸出數(shù)字波形信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊后，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，只有模擬信號(hào)才能經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行放大處理，LM324將小信號(hào)放大后輸出。 硬件系統(tǒng)方案鍵盤電源LM324運(yùn)算放大器輸出 AT89S51D/A轉(zhuǎn)換LCD 顯示圖2 1 硬件系統(tǒng)框圖簡易低頻信號(hào)發(fā)生器主要是由AT89S51單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換電路，LM324運(yùn)算放大電路，按鍵電路以及LCD顯示電路組成。本文詳細(xì)介紹了D/A轉(zhuǎn)換器是如何被單片機(jī)控制輸出上述信號(hào)的硬件電路和軟件編程、DAC0832 D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理、AT89C52的功能以及與設(shè)計(jì)電路有關(guān)的各種芯片、還有關(guān)于如何也輸出不同頻率信號(hào)波形的設(shè)計(jì)方案。在一定的范圍內(nèi)，波形的頻率和幅度可以任意改變。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心的低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。本文的設(shè)計(jì)思路是通過AT89S51單片機(jī)，DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及LM324組成的低頻信號(hào)發(fā)生器，它的特點(diǎn)是價(jià)格便宜、性能較高，在低頻的范圍內(nèi)穩(wěn)定性較好、操作方便、體積小、耗電少。它的優(yōu)點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)簡單，電路結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜，頻率的穩(wěn)定度高，抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，同時(shí)還能夠細(xì)微調(diào)整波形大小，改良波形效果，可以滿足系統(tǒng)的要求。,，功耗也隨之降到了了μA級(jí),一粒鈕扣電池就能夠使用很長的一段時(shí)間。同時(shí)，它的體積較小，在較強(qiáng)的磁環(huán)境中可以易于采取相應(yīng)的屏蔽措施，十分適合工作在惡劣環(huán)境下。3 單片機(jī)是一塊芯片中包含了各種功能的部件，所以它的集成度相對(duì)來說較高，是由大規(guī)?；蛘叱笠?guī)模的集成電路組成。為了能夠到達(dá)工業(yè)領(lǐng)域?qū)刂频膰?yán)格要求，一般單片機(jī)指令系統(tǒng)都會(huì)有較多的轉(zhuǎn)移指令，I/O端口的邏輯操作指令以及位操作指令。1 單片機(jī)是能夠把將在應(yīng)用中所有需要的存儲(chǔ)器以及不同的I/O 端口都集成在一塊簡單的芯片中,因此它的性能是毋庸置疑的，擁有著非常高的性能而且它的價(jià)格相比較而言是非常低廉的，擁有著很高的性能價(jià)格比。這讓它具備了很多優(yōu)勢和特點(diǎn)，也正因?yàn)檫@樣才可以讓它能夠在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)在的一塊單片機(jī)芯片已經(jīng)可以取締