基于單片機的函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-25 12:51本頁面
【正文】 第四章 電路軟件設(shè)計 顯示子程序顯示部分采用動態(tài)輸出的方式，通過控制兩個鎖存器來控制實現(xiàn)單個I/O分時控制輸出輸出數(shù)碼管的段選（字形的選擇）和位選（位權(quán)的選擇）。 如圖為常用的雙極性轉(zhuǎn)化電路，第一個運算放大器將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺诙€運算放大器和電阻R1,R2共同組成方向加法器，由于電流輸出接的是第一個運算放大器的反相輸出端，所以當滿足2*R2=R1且R2=R3的時候輸出電壓為Vout=Vi（Vref/2）當要實現(xiàn)雙極性輸出的時候幅值的二進制碼要轉(zhuǎn)為偏移二進制碼，即將二進制碼對應(yīng)的零值偏移到80H，在偏移之后，只有幅值二進制碼大于128的輸出才為正，后則為負。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。缺點是硬件電路比較復雜，成本較高。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。其中共陰極數(shù)碼管的編碼方式如下:0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d ,0 1 2 3 4 50x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c ,6 7 8 9 A B0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00C D E F 無顯示 LED顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。為了降低設(shè)計的成本和擴展的難度，本次設(shè)計選擇使用7段數(shù)碼管。開關(guān)4是用來顯示波形的種類和頻率的。如圖開關(guān)1用來切換輸出波形、開關(guān)2和3用來調(diào)節(jié)頻率的加減。綜上所訴，本次設(shè)計采用了單緩沖控制方式。 單緩沖方式者把數(shù)據(jù)鎖存器和DAC鎖存器的使能端接在一起，只需要一組信號就能同時控制兩個寄存器的。 通常DAC0832有三種不同的工作方式，主要依據(jù)對數(shù)據(jù)鎖存器和DAC鎖存器的控制方式劃分：直通方式，單緩沖方式和雙緩沖方式。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。圖332：DACA0832引腳圖各引腳的功能如下：D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)；ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。D/A轉(zhuǎn)換器由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。與微處理器完全兼容。圖322:7805的原理圖 通過差分對管和負反饋電路，使得輸出的電壓穩(wěn)定在+5V。每一根引腳都可以編程。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。采用外部時鐘的電路的情況時，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。如使用陶瓷諧振器的話，應(yīng)選擇40pF士10pF的容值的電容。外接石英晶體(或陶瓷諾振器)及電容C1, C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。 30 第3章 單元電路設(shè)計 單片機模塊 本次設(shè)計選用的單片機芯片是AT89C51單片機。 輸出濾波放大D/A轉(zhuǎn)換器接口電路89C51單片機 信號發(fā)生器原理框圖89C51是整個波形發(fā)生器的核心部分，通過程序的編寫和執(zhí)行，產(chǎn)生各種各樣的信號，并從鍵盤接收數(shù)據(jù)，進行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號幅度的調(diào)節(jié)。 電路框圖及工作原理數(shù)字信號可以通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，因此可通過產(chǎn)生數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成模擬信號的方法來獲得所需要的波形。鑒于方案一的信號頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達標等缺點，所以決定采用方案三的設(shè)計方法。方案三：采用單片機編程的方法來實現(xiàn)，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832通過查表得方式輸出需要的波形，該方法可以通過編程的方法來控制信號波形的頻率和幅度，而且在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實現(xiàn)頻率的變換。正弦信號是周期信號，其周期T 與頻率f 及角頻率ω 之間的關(guān)系為： （2）圖1 正弦波形 在實際應(yīng)用中經(jīng)常遇到單邊指數(shù)衰減的正弦信號，其波形如圖2所示，表達式為： （3）圖2 指數(shù)衰減的正弦信號波形方波波形函數(shù) 方波函數(shù)是一種常用的波形函數(shù)，其表達式為： （4）方波的波形如圖23所示：圖3 方波波形第2章 電路方案的確定 方案的提出和選擇 方案一：采用單片函數(shù)發(fā)生器（如8038），8038可同時產(chǎn)生正弦波、方波等，而且方法簡單易行，用D/A轉(zhuǎn)換器的輸出來改變調(diào)制電壓，也可以實現(xiàn)數(shù)控調(diào)整頻率，但產(chǎn)生信號的頻率穩(wěn)定度不高。上述三量是正弦信號的三要素。常用波形介紹函數(shù)波形的一般表達式可以表示為 ，下面來介紹幾種常用的函數(shù)波形[3]：正弦函數(shù)正弦信號與余弦信號，兩者只是在相位上相差2π，可以統(tǒng)稱為正弦信號。（4）系統(tǒng)仿真調(diào)試。 （3）軟件系統(tǒng)設(shè)計。（2）硬件系統(tǒng)設(shè)計。 主要研究內(nèi)容
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