【正文】 統(tǒng)的應具有下列特點：(1)根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件分成若干個獨立的部分。此電路的硬件搭接也較為簡單，主要是單片機和DAC0832的連接。讓大家充分了解各部分的功能和結構，為以后搭接電路做好充分準備。圖35 流壓轉換及放大電路 單片機與DAC0832的連接，用地址92H的選通作為CS和WR1的控制信號，微處理器的寫信號直接來控制XFER和WR2。LM324的引腳排列見圖35。每一組運算放大器可用圖所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。放大電路元件采用LM324 ，LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。如圖34所示為一種用兩級運算放大器組成的模擬電壓輸出電路。這樣就控制了輸出的波形及其頻率。重復輸出256個點，成為第二個周期。先利用采樣定理對各波形進行抽樣，然后把各采樣值進行編碼，的到的數(shù)字量存入各個波形表，執(zhí)行程序時通過查表方法依次取出，經過D/A轉換后輸出就可以得到波形。0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓信號，電流信號到電壓信號的轉換可以由運算放大器LM324實現(xiàn)，用兩片LM324可以實現(xiàn)雙極性輸出。另一類芯片內部沒有數(shù)據(jù)寄存器，輸出信號隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)變化而變化，因此不能直接與微型計算機接口，必須通過并行接口與微型計算機接口。DAC0832是一個具有兩個輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC。 D/A電路功能：將波形樣值的編碼轉換成模擬值，完成雙極性的波形輸出。圖33 鍵盤連接 顯示電路通過液晶1602顯示輸出的波形、頻率，其電路圖如下：圖34 顯示電路連接如上圖所示，1602的八位數(shù)據(jù)端接單片機的P1口，其三個使能端RS、RW、—。軟件消抖則是利用延時來跳過抖動過程。這種做法，工作可靠，且節(jié)省機時。消除按鍵盤抖動通常有兩種方法：硬件消抖和軟件消抖。一個電信號通過機械觸點的斷開、閉合過程，完成高、低電平的切換。所以準確無誤地辨認每個鍵的動作及其所處的狀態(tài)，是系統(tǒng)能否正常工作的關鍵。等鍵釋放電平后再轉去執(zhí)行相應的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯誤發(fā)生。 有時，由于操作人員按鍵動作不夠熟練，會使一次按鍵產生多次擊鍵的效果，及重鍵的情形。如視按下時間最長者為有效鍵，或認為最先按下的鍵為當前的按鍵，也可以將最后釋放的鍵看成是輸入鍵。所以，通過電平狀態(tài)（高或低）的檢測，便可確定相應按鍵是否已被按下。鍵的閉合與否，取決于機械彈性開關的通、斷狀態(tài)。CPU 對鍵盤上閉合鍵的鍵號確定，可以根據(jù)行線和列線的狀態(tài)計算求得，也可以根據(jù)行線和列線狀態(tài)查表求得。這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過程稱為對鍵盤的一次掃描。如果 Y0 這一列上沒有鍵合，接著使列線 Y1 為低電平，其余列線為高電平，用同樣方法檢查 Y1 這一列上有無鍵閉合。如果 X0、XXX都為高電平，則 Y0 這一列上沒有鍵合。例如：6號鍵被按下閉合時，行線 X1 和列線 Y2 被短路，此時 X1 的電平由 Y2 的電位所決定。圖中鍵盤的行線（X0~X3）與列線（Y0~Y3）的交叉處通過一個按鍵來聯(lián)通，行線通過電阻接+5V，當鍵盤上沒有鍵閉合時所有的行線和列線都斷開，則行線都呈高電平。采用一鍵一線的方法，當按鍵的數(shù)目增加時，將增加輸入口的數(shù)量，為了減少占用輸入線數(shù)，可采用矩陣式結構的鍵盤。（1）獨立式未編碼鍵盤結構的工作原理及接口:在單片機應用系統(tǒng)中常常需要簡單的幾個鍵完成數(shù)據(jù)、命令的輸入，此時可采用獨立式鍵盤的結構。在由單片機組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得較多的是未編碼鍵盤，本次設計我也使用未編碼鍵盤。從鍵盤的結構來分類，鍵盤可以分為獨立式和矩陣式兩類，每一類按其識別方法又都可以分為編碼和未編碼鍵盤兩種。 按鍵電路1. 按鍵電路的選擇在單片機應用系統(tǒng)中為了控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以及向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，應用系統(tǒng)應設有按鍵或鍵盤，實現(xiàn)簡單的人機會話。其中有輸出電壓各自極性固定的單位性輸出和在隨動系統(tǒng)中輸出電壓有正負極性的雙極性輸出兩種輸出方式。當XFER為低電平，WR2輸入負脈沖時，則在LE產生正脈沖；其中LE為高電平時，DAC寄存器的輸入與輸出的狀態(tài)一致，LE負跳變，輸入寄存器內容存入DAC寄存器。當ILE為高電平，CS為低電平，ER1為負脈沖時，在LE產生正脈沖；其中LE為高電平時，輸入寄存器的狀態(tài)隨數(shù)據(jù)輸入線狀態(tài)變化，LE的負跳變將輸入數(shù)據(jù)線上的信息存入輸入寄存器。有時，微機控制系統(tǒng)要求同時輸出多個模擬量參數(shù)，此時對應于每一種參數(shù)需要一片DAC0832，每片DAC0832的轉換時間相同，就可采用DAC寄存器對CPU分時輸入到輸入寄存器的各參數(shù)在同一時刻開始鎖存，進而同時產生各模擬信號。DAC0832由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A轉換電路組成。 該片邏輯輸入滿足TTL電壓電平范圍，可直接與TTL電路或微機電路相接，待轉換的8位數(shù)字量由芯片的8位數(shù)據(jù)輸入線D0～D7輸入，經DAC0832轉換后，通過2個電流輸出端IOUT1和IOUT2輸出，IOUT1是邏輯電平為1的各位輸出電流之和，IOUT2是邏輯電平為0的各位輸出電流之和。要是需要相應的模擬信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)這個供功能。：◆輸入的數(shù)字量為8位；◆采用CMOS工藝，所有引腳的邏輯電平與TTL兼容；◆數(shù)據(jù)輸入可以采用雙緩沖、單緩沖和直通方式；◆轉換時間：1us；◆精度：1LSB；◆分辨率：8位；◆單一電源：5—15V，功耗20mw；◆參考電壓：10—+10V；DAC0832內部結構資料:芯片內有兩級輸入寄存器，使DAC0832具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉換等)。DAC0832與單片機接成數(shù)據(jù)直接寫入方式，當單片機把一個數(shù)據(jù)寫入DAC寄存器時，DAC0832的輸出模擬電壓信號隨之對應變化。軟件部分則通過KEIL軟件，用C51程序語言來實現(xiàn)信號發(fā)生器的主要功能，并通過ISP下載程序。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算一下整個系統(tǒng)所需的功耗。：用按鍵來控制輸出波形的種類和頻率。：主要選用DAC0832來把數(shù)字信號轉換為模擬信號。最后通過聯(lián)調仿真，做出電路板成品。在通過顯示部分顯示其頻率，和波形。 本章小結 本章主要是考慮電路成本和復雜程度來選擇方案，通過各種方案的比較選擇了成本低和電路簡單的方案。 在次系統(tǒng)中，采用單片機作為控制比采用 FPGA 實現(xiàn)更簡便。FPGA 在掉電后會丟失數(shù)據(jù)上 電后須進行一次配置，因此 FPGA 在應用中需要配置電路和一定的程序。 方案二：用 FPGA 等可編程器件作為控制模塊。單片機具有體積小，使用 靈活的，易于人機對話和良好的數(shù)據(jù)處理，有較強的指令尋址和運算功能等優(yōu)點。方案三：利用單片機AT89C51和常用的數(shù)模轉換芯片DAC038結合，通過按鍵輸入單片機控制不同波形的輸出，其體積小，成本低，功率小，因此我選擇方案三。第2章 方案選擇 方案選擇 方案一：用分立元件組成的函數(shù)信號發(fā)生器通常是單函數(shù)信號發(fā)生器，且頻率不高，工作不是很穩(wěn)定，而且不易調試，雖然結構簡單，但是輸出的信號頻率線性度差，頻率穩(wěn)定度低，頻率分辨低，頻率變換時間比較長，相位的噪聲大以及人機界面不友好等缺點。主要實現(xiàn)任務是利用單片機程序，產生數(shù)字式的正弦波、方波、三角波頻率可調的信號。相鄰兩個查表地址信號的時間間隔決定了所產生信號的周期, 這一時間間隔由分頻器的分頻系數(shù)決定。它用來產生訪問ROM中某一數(shù)據(jù)表的周期性地址信號。如果需要產生多種波形的信號, 則不同信號的離散值可以分區(qū)（例如以256個單元為一個區(qū)）存放。假設這一周期性函數(shù)為F(X), 在一個周期內所取點數(shù)為N , 則存放在該數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)依次為:F(0)，F(xiàn)（2π/N），F(xiàn)（2*2π/N）……F（（N1）*2π/N）。在ROM中儲存著所要產生信號(某種曲線)的離散值。徐仁貴，管運生，李學東在《實用的多功能信號發(fā)生器》用單片機制作信號發(fā)生器，除了單片機以外， 包括有查表地址發(fā)生器、ROM、DAC 以及放大倒相等環(huán)節(jié)。范圍的一個相位點。波形查找表由ROM構成，內部存有一個完整周期的波形的數(shù)字幅度信息，每個查找的地址對應波形中0176。每來一個時鐘脈沖，相位寄存器以步長M增加。李輝，朱林生《基于FPGA的三相函數(shù)發(fā)生器設計》設計的信號發(fā)生器是基于DDS原理，頻率控制字M和相位控制字P分別控制DDS輸出波形的頻率和相位。楊瀟，劉剛，翟玉文在《多功能PWM信號發(fā)生器設計》中設計的多功能PWM信號發(fā)生器以MSP430F169單片機為核心，由時鐘和復位、頻率及波形設定、LCM 顯示器、PWM 信號發(fā)生電路組成．MSP430F169單片機數(shù)模轉換模塊輸出端DAC1輸出直流電壓可控制PWM占空比；DAC0輸出交變電壓可產生SPWM信號，且基波頻率和波形受單片機控制。 IC1d、IC1e～f 構成兩級線性放大器，用于將三角波整形為模擬正弦波?？捎砷_關控制頻率。 國內外研究現(xiàn)狀胥紹禹在《多波形信號發(fā)生器》一文中設計的電路采用了兩塊 C－MOS 數(shù)字集成電路74C04（內含六個反相器）和74C14（內含六個帶施密特電路的反相器）。盡管單片機還存在速度不高，內存容量小，尋址方式不多等特點， 但隨著，不斷的技術改進和本身特點，因而得到迅速發(fā)展?？梢哉f，單片機技術的發(fā)展,為信號發(fā)生器提供了廣大的空間。4．可用軟件代替硬件，實現(xiàn)虛擬檢測，這使單片機向智能化。 2．增強了儀表的功能和靈活性。單片機在我國的應用歷史不久。自從 70 年代微處理器的出現(xiàn)以后，利用各種微處理器、模數(shù)轉換器和數(shù)模轉多以軟件為主，實質是采用微處理器對DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。同時還出現(xiàn)了可用來測量脈沖電路或用作脈沖調制器的脈沖信號發(fā)生器。 DAC083目 錄摘 要 IAbstract II緒 論 1 課題的研究背景和意義 1 國內外研究現(xiàn)狀 2 設計要求 3第2章 方案選擇 5 方案選擇 5 主控模塊的選擇 5 本章小結 5第3章 硬件電路的設計 6 系統(tǒng)的總體設計方案 6 單元電路的設計 7 采樣模塊及原理 7 按鍵電路 8 顯示電路 11 D/A電路 12 流壓轉換電路 12 單片機與DAC0832的連接 13 本章小結 14第4章 軟件設計 15 軟件的總體設計 15 頻率改變與波形輸出流程圖 16 頻率程序設計 17 鍵盤掃描程序與處理程序 18 1602顯示程序 18 本章小結 18第5章 系統(tǒng)調試 19結 論 20致 謝 21附錄1 譯文 23附錄2 英文參考資料 25附錄3 原理圖 28附錄4 源程序 29緒 論 課題的研究背景和意義信號發(fā)生器作為一種通用的信號源發(fā)生器儀器，早在20年代電子設備剛出現(xiàn)時它就產生了。關鍵詞：信號發(fā)生器；單片機；DAC0832Abstract Signalgenerator is a kind of signal source in mon use, broadly applied at the electronics electric circuit, auto control system and teaching experiment etc. Currently used mostly signal generator is function generator, a special waveform generator is very expensive . This design is usage of the AT89s51 singlechip microputer and DAC0832, which can generate triangle wave, square wave, sine wave, the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the microputer, plus independence type keyboard , which can control wave’s frequency increase or decrease and the choice of waveform, at the same time LED display frequency size. The output of the micropute connect DAC0832 to carry on a DA conversion，again pass operation amplifier to put an end exportation waveform. This design has a