基于51單片機(jī)的波形發(fā)生器畢業(yè)論文設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-04 00:16本頁面
【正文】 數(shù)的功能，同時(shí)完善硬件的功能，使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)控制。主程序的功能是：開機(jī)以后負(fù)責(zé)查鍵，即做出鍵盤掃描及顯示工作，然后根據(jù)用戶所按的鍵轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理。因此設(shè)計(jì)串口通信電路就是讓這兩種電平統(tǒng)一。圖12串口通信電路通信電路的目的就是讓通信雙發(fā)的電平匹配，單片機(jī)用的是TTL電平，上位機(jī)的串口用的是232電平。圖9LCD液晶顯示電路本電源設(shè)計(jì)了兩個(gè)接口，方便不同接口的電源接入，并且在電源部分加上濾波電容，起過濾接入電源的雜波的作用，為了電路中得到+12V、12V和+5V的直流工作電壓，用變壓器變壓后再通過芯片和電容設(shè)計(jì)出所需要的電路。正因?yàn)檫@樣，復(fù)位腳的電由低電位升到高電位，引起了內(nèi)部電路的復(fù)位工作，RST端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以后，即為低電平，單片機(jī)開始正常工作（這是單片機(jī)的上電復(fù)位，也叫初始化復(fù)位）；當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，電容兩端放電，電容又回到0V了，于是又進(jìn)行了一次復(fù)位工作（這是手動(dòng)復(fù)位原理）。在圖2中，數(shù)據(jù)碼為十六進(jìn)制的0CH，數(shù)據(jù)反碼為十六進(jìn)制的0F3H(注意低位在前)．兩者之和應(yīng)為0FFH。如果數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之間的關(guān)系不滿足相反的關(guān)系．則本次遙控接收有誤．?dāng)?shù)據(jù)應(yīng)丟棄。數(shù)據(jù)碼為8位，可編碼256種狀態(tài)，代表實(shí)際所按下的鍵。同種編碼的遙控器只要設(shè)置地址碼不同，也不會(huì)相互干擾。主要是加強(qiáng)遙控器的可靠性．如果兩次地址碼不相同．則說明本幀數(shù)據(jù)有錯(cuò)．應(yīng)丟棄。單片機(jī)可以準(zhǔn)備接收下面的數(shù)據(jù)。由圖2分析可以得到．引導(dǎo)碼高電平為4．5ms，低電平為4．5ms。遙控器發(fā)射代碼時(shí)．均是低位在前。根據(jù)各部分的功能。單片機(jī)是通過判斷脈沖的寬度來得到信息位為0還是為1的。他是發(fā)送一連串的數(shù)據(jù)幀，這個(gè)數(shù)據(jù)幀就是一連串的二進(jìn)制代碼，單片機(jī)通過區(qū)分高電平的持續(xù)時(shí)間來區(qū)別紅外編碼的。具體連接的電路圖如圖5所示：圖5D/A轉(zhuǎn)換的電路連接圖圖6紅外電路紅外的工作原理：51單片機(jī)對遙控的解碼和我們前面所講的串口并口通信不同，他不是單純的用高電平代表1，低電平代表0。利用單片機(jī)的晶振控制輸出周期的速度，也就是控制輸出的波形的頻率。假如N個(gè)點(diǎn)構(gòu)成波形的一個(gè)周期，則DAC0832輸出N個(gè)樣點(diǎn)值后，樣值點(diǎn)形成運(yùn)動(dòng)軌跡，即，一個(gè)周期。單片機(jī)想DAC0832發(fā)送數(shù)字編碼，產(chǎn)生不同的輸出。DAC0832是具有20條引線的雙列直插式CMOS器件，它內(nèi)部具有兩級(jí)數(shù)據(jù)寄存器，完成8位電流D/A轉(zhuǎn)換，股不需要外加電路。目前生產(chǎn)的DAC芯片分為兩類，一類芯片內(nèi)部設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器，不需要外加電路就可以直接與微型計(jì)算機(jī)接口。由一片DAC0832和LF356運(yùn)放組成。掃描利用軟件程序?qū)崿F(xiàn)，當(dāng)某一按鍵按下時(shí)，掃描立即檢測到，隨即調(diào)用子程序，執(zhí)行相應(yīng)的功能。由LCD1602液晶顯示器和矩陣按鍵組成。軟、硬件設(shè)計(jì)是比不可少的，為了滿足功能和指標(biāo)的要求，資源分配為：單片機(jī)用12MHz晶振，P0口與DAC0832相連；P1口接矩陣按鍵，實(shí)現(xiàn)頻率、幅值以及波形的選擇；P2口接LCD1602液晶顯示器，實(shí)時(shí)顯示波形的頻率、幅值、類型。產(chǎn)生方波程序思路：對于小于100Hz的頻率，根據(jù)定時(shí)器溢出時(shí)間1us，將頻率值換算為定時(shí)器溢出次數(shù)，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的次數(shù)時(shí)，將輸出管腳的狀態(tài)取反達(dá)到方波的產(chǎn)生；對于大于100HZ的頻率，直接根據(jù)頻率值設(shè)置其定時(shí)溢出的時(shí)間，當(dāng)溢出時(shí)間達(dá)到時(shí)，將輸出管腳取反達(dá)到方波的產(chǎn)生。復(fù)位電路采用上電復(fù)位，其工作原理是，當(dāng)通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于短路，于是TST引腳為高電平，然后對電容充電。：圖3硬件電路原理圖功能：形成掃描碼、鍵值識(shí)別、案件處理、參數(shù)設(shè)置、字符設(shè)置等形成液晶顯示波形的類型及頻率和幅值；通過定時(shí)器0產(chǎn)生定時(shí)中斷，形成波形的數(shù)字編碼，并輸出到D/A接口電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路。經(jīng)對比，由于我們需求的按鍵比較少，但是對執(zhí)行的效率比較高，所以采用獨(dú)立按鍵。方案一：采用獨(dú)立按鍵，他的按鍵的數(shù)目比少，但是它的結(jié)構(gòu)簡單，方便操作，執(zhí)行效率高等優(yōu)勢。方案二：LED點(diǎn)陣顯示，LED點(diǎn)陣顯示雖然能夠顯示數(shù)字和字符，但是顯示的效果不好，而且不易編程。綜上所述，我們選擇第三種方案。在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加上LCD顯示器，則可以通過按鍵設(shè)定波形頻率，并在LCD顯示頻率、幅值電壓。經(jīng)比較，方案三能夠更好的實(shí)現(xiàn)題目的要求，三種波形的產(chǎn)生可有程序控制，并通過按鍵選擇波形的輸出，在示波器上顯示波形。波形的產(chǎn)生是通過AT89C51執(zhí)行方波波形程序，向D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端按一定的規(guī)律發(fā)生數(shù)據(jù)，從而在DA轉(zhuǎn)換電路輸出端得到相應(yīng)的電壓波形。方案二：采用鎖相式頻率合成方案，鎖相式頻率合成一個(gè)高穩(wěn)定度和精確度的大量離散技術(shù)，他在一定程度上解決了既要頻率穩(wěn)定精確又要頻率在較大的范圍內(nèi)可調(diào)的矛盾，但是頻率受VCO可便頻率范圍的影響，高低頻率比不可能做的很高，而且只能產(chǎn)生正弦波或方波，不能滿足任意波形的要求。紅外，通過外部中斷高低電平的延時(shí)的時(shí)間來進(jìn)行解碼。其波形的存儲(chǔ)方式，我們通過按鍵確定，一旦按鍵按下后，就把當(dāng)時(shí)的波形對應(yīng)的參數(shù)存儲(chǔ)起來，例如幅度值，頻率值等參數(shù)。由運(yùn)放OP07實(shí)現(xiàn)DAC0832輸出電流到電壓的轉(zhuǎn)換，即實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在對以下方案進(jìn)論證和驗(yàn)證。、重復(fù)頻率（周期）和幅度的功能。～20kHz（非正弦波頻率按10次諧波計(jì)算）；重復(fù)頻率可調(diào)，頻率步進(jìn)間隔≤100Hz。示意圖如下：圖1 設(shè)計(jì)要求圖設(shè)計(jì)要求：、方波、三角波三種周期性波形的功能；（
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