【正文】 輸出幅值為 2V 周期為 周期為 時(shí)間檔為 時(shí)間檔為 幅值檔為 1V 幅值檔為 1V 圖 (a) 圖 (b) 如圖 (c)所示 如圖 (d)所示 輸出幅值為 3V 輸出幅值為 4V 周期為 周期為 時(shí)間檔為 時(shí)間檔為 幅值檔為 1V 幅值檔為 1V 圖 (c) 圖 (d) 如圖 (e)所示 輸出幅值為 5V ，周期為 ，時(shí)間檔為 幅值檔為 1V 圖 (e) 硬件電路測試 實(shí)驗(yàn)方波如圖 （a）所示 實(shí)驗(yàn)三角波如圖 （b）所示 圖 （a） 圖 （b） 幅值 24V 周期 200ms 幅值 24V 周期 實(shí)驗(yàn)正弦波如圖 （c）所示圖 （c） 幅值 24V 周期 結(jié)果分析從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，有一些干擾，因此波形存在一定的失真，這主要跟程序的設(shè)計(jì)有關(guān)，沒有做到那么精確，再者，仿真軟件本身也會(huì)給測試結(jié)果一定的誤差。 軟件仿真對于鍵盤是，我們應(yīng)當(dāng)首先確定每個(gè)按鍵的作用，只有當(dāng)我們確定鍵之后，才可以對我們所要設(shè)置的按鍵的功能通過真正做到使軟硬件相結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)功能。 開 始MOV R0，6DHMOV A，R0MOVE DPTR，SINMOVC A，A+DPTRMOV DPTR，7FFF HMOVXDPTR,AINC R0判斷是否等于 7FH是圖 正弦波程序流程圖 方波程序模塊方波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 7FFFH，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0 時(shí)，輸出對應(yīng)模擬量，然后延時(shí)，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0FFH 時(shí)，同樣輸出對應(yīng)模擬量，再延時(shí)相同時(shí)間，從而得到方波。 三角波程序模塊三角波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 7FFFH，通過 A 中數(shù)值的加一遞升，當(dāng)A 中的內(nèi)容為 0 時(shí)，與 0FFH 相比，相等時(shí) A 中的內(nèi)容減一遞減，從而循環(huán)產(chǎn)生三角波。 程序流程圖 開 始 初始化有按鍵按下？S1 按下 S2 按下 S3 按下S1num++S1num=1 S1num=2 S1num=3 S1num=0輸出: 正弦波液晶顯示 Sine:輸出: 方波液晶顯示 Squart:輸出: 三角波液晶顯示 Train:無輸出S1num=0延時(shí)增f 減小液晶顯示f延時(shí)減f 增大液晶顯示 f 信號產(chǎn)生模塊，送往在單片機(jī)的程序儲(chǔ)存器里，通過，然后計(jì)算其技術(shù)初值，開啟中斷，通過改變D/A 轉(zhuǎn)換器輸出波形。軟件調(diào)通后，通過編程器下載到AT89C52芯片中，然后插到系統(tǒng)中即可獨(dú)立完成所有的控制。15V 穩(wěn)壓電路原理圖第四章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)流程本系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)，用編程的方法來產(chǎn)生三種波形，并通過編程來切換三種波形以及波形頻率的改變。15V 的電源模塊，如圖 。 D/A轉(zhuǎn)換電路 電源電路因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)單片需要提供+5V 電源，放大器需要用到 177。我們采用了DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該芯片具由8位輸入鎖存器、8位DAC 寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換控制電路四部分構(gòu)成。LED顯示器用由若干個(gè)發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光用于是顯示相關(guān)輸出波形的信息，包括信號的類型和頻率。 顯示電路 數(shù)/模轉(zhuǎn)換及放大電路D/A轉(zhuǎn)換也稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換，是把數(shù)字量變換成模擬量的線性電路。圖 鍵盤接口電路 LCD 顯示電路 ，1602的八位數(shù)據(jù)端接單片機(jī)的P1口，其三個(gè)使能端RS 、RW 、E分別 —。具體為：、 波形選擇，其中當(dāng) =0，=0 輸出正弦波，當(dāng) =0，=1 輸出三角波，當(dāng)=1，=0 輸出鋸齒波；當(dāng) =1，=1 輸出方波。其步驟主要是 a、判斷是否有鍵按下；b、去抖動(dòng)，延時(shí) 20ms 左右；c、識(shí)別被按下的鍵號；d、處理，實(shí)現(xiàn)功能。此時(shí)ALE、PSEN、P0 、P1 、PP4 輸出高電平，RST上輸入返回低電平以后，位電路,退出復(fù)位狀態(tài)開始工作。 復(fù)位電路復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。復(fù)位引腳RST 通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2 ，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。 復(fù)位電路復(fù)位電路是為單片機(jī)復(fù)位使用，使單片機(jī)接口初始化；89C52等CMOS52系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RET 是施密特觸發(fā)輸入腳，內(nèi)部有一個(gè)上拉低電阻，當(dāng)振蕩器起振以后，在RST 引腳上輸出 2個(gè)機(jī)械周期以上的高電平，器件變進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)開始，此時(shí)ALE、PSEN、P0 、P1 、PP4輸出高電平，RST上輸入返回低電平以后，變退出復(fù)位狀態(tài)開始工作。晶振通常選用6MHZ、12MHZ、24MHZ。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器，構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。時(shí)鐘信號常用于CPU 定時(shí)和計(jì)數(shù)。鍵盤輸入時(shí)鐘復(fù)位 單片機(jī) AT89C52LCD顯示D/A轉(zhuǎn)換放大電路波形顯示 時(shí)鐘電路時(shí)鐘信號是產(chǎn)生單片機(jī)工作的時(shí)鐘信號，控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏，可以通過提高時(shí)鐘頻率來提高CPU的速度。5. P2 口：LED顯示器段選碼；6. P3 口：；； 74LS138 輸入信號，譯碼控制LED 顯示器位選。具體為： 、 波形選擇；、 、 頻率個(gè)位，十位，百位調(diào)節(jié)；； 。如果有鍵盤按下，則在控制器端產(chǎn)生一個(gè)讀信號，使單片機(jī)讀入信號，如果有信號輸出，則在寫控制端產(chǎn)生一個(gè)寫信號，并通過示波器和顯示器顯示相應(yīng)的信息。由于本設(shè)計(jì)功能簡單，數(shù)據(jù)處理容易，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間也足夠，因?yàn)槲覀儾捎昧似x法選擇芯片，進(jìn)行芯片的選擇和地址的譯碼。 LCD1602 硬件原理框圖 對于該低頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)，我們采用了以AT89C52單片機(jī)芯片作為核心處理器，編程實(shí)現(xiàn)各種不同類型信號的產(chǎn)生，最后通過DA 轉(zhuǎn)換輸出到示波器。 DAC0832引腳圖 LCD 液晶屏： 引腳功能簡介，如圖 。 DAC0832 引腳功能簡介：1. D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL 電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns( 否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))；2. ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；3. CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器） ，低電平有效；4. WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns ）有效。 WR2和XFER同時(shí)有效時(shí)，8位DAC 寄存器端為高電平“1”，此時(shí)DAC 寄存器的輸出端Q跟隨輸入端D也就是出入寄存器Q端得電平變化，反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第一級8位輸入寄存器Q端得狀態(tài)則鎖存到第二級8位 DAC寄存器中，以便第三極8位DAC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換 [5]。 P3口也可作為AT89C52 的一些特殊功能口如下： （串行輸入口） （記時(shí)器0外部輸入） （串行輸出口） （記時(shí)器1外部輸入） （外部中斷0） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） （外部中斷1） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） DAC0832 DAC0832（）是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A 轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換控制電路四部分構(gòu)成。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。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收；8. P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫“1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0 外部必須被拉高；7. P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。當(dāng)P0 口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。該芯片具有優(yōu)異的性價(jià)比，集成度高，體積小，可靠性強(qiáng)，控制功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。另外兩個(gè)開關(guān)可以調(diào)節(jié)頻率，三種波形的頻率可調(diào)范圍不同，分別如下： 正弦波：1——280HZ 方 波：1—— 三角波：1——280HZ根據(jù)示波器的波形頻率的顯示計(jì)算出三種波形的頻率計(jì)算公式如下：正弦波：f=(1000/(9+3*ys))方 波：f=(100000/(3*ys))三角波：f=(1000/(15+3*ys)其中ys為延時(shí)的變量。鍵盤輸入主要控制頻率和波形的選擇，然后通過AT89C52單片機(jī)外圍電路，DAC0832數(shù)、模轉(zhuǎn)換，再通過運(yùn)算放大器放大，最后在LCD顯示屏上顯示。總體原理為：利用AT89C52單片機(jī)構(gòu)造低頻信號發(fā)生器，可產(chǎn)生正弦波，方波，三角波三種波形，通過C語言對單片機(jī)的編程即可產(chǎn)生相應(yīng)的波形信號，并可以通過鍵盤進(jìn)行各種功能的轉(zhuǎn)換和信號頻率的控制，當(dāng)輸出的數(shù)字信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬信號也就得到所需要的信號波形，通過運(yùn)算放大器的放大輸出波形，同時(shí)讓顯示器顯示輸出的波形信息。 設(shè)計(jì)原理簡介 本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)，用軟件實(shí)現(xiàn)信號的輸出。方案一輸出信號頻率不夠穩(wěn)定；方案二成本高，程序復(fù)雜度高；方案三，軟硬件結(jié)合，硬件成本低，軟件起點(diǎn)低，優(yōu)化型相對比較好，容易實(shí)現(xiàn)，且滿足設(shè)計(jì)要求。所需的輸出波形可由在A0和A1輸入端設(shè)置適當(dāng)?shù)拇a來選擇，且具有輸出頻率范圍寬、波形穩(wěn)定、失真小、使用方便等特點(diǎn)。方案二：利用芯片組成的電路輸出波形，MAX038是MAXIM公司生產(chǎn)的一個(gè)只需要很少外部元件的精密高頻波形產(chǎn)生器，他能產(chǎn)生準(zhǔn)確的高頻正弦波、三角波、方波。本文利用單片機(jī)構(gòu)造低頻信號發(fā)生器，可產(chǎn)生正弦波，方波，三角波三種波形，再通過D/A 轉(zhuǎn)換器DAC0832 把數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，經(jīng)OP07放大輸出到示波器，與此同時(shí)外接LCD顯示輸出信號的類型和頻率。第二章 信號發(fā)生器方案論證與選擇信號發(fā)生器是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測試信號的儀器。在程序運(yùn)行中，當(dāng)接收到來自外界的命令，需要輸出某種波形時(shí)再調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序和波形發(fā)生程序，經(jīng)電路的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器處理后，從信號發(fā)生器的輸出端口輸出。 論文主要內(nèi)容本次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī) AT89C52 和 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 共同實(shí)現(xiàn)方波、鋸齒波、三角波、正弦波這四種常用波形的發(fā)生。二十一世紀(jì)，隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種工作頻率可過 GHz 的DDS 芯片，同時(shí)也推動(dòng)了函數(shù)波形發(fā)生器的發(fā)展， 2022 年，Agilen 的產(chǎn)品 33220A 能夠產(chǎn)生 17 種波形，最高頻率可達(dá)到 20M，2022 年的產(chǎn)品 N6030A 能夠產(chǎn)生高達(dá)500MHz 的頻率，采樣的頻率可達(dá) 。按信號波形可分為正弦信號、函數(shù)信號、脈沖信號和隨機(jī)信號發(fā)生器等四大類；按頻率覆蓋范圍分為低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器和微波信號發(fā)生器；按輸出電平可調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定度分為簡易信號發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器和功率信號發(fā)生器；按頻率改變的方式分為調(diào)諧式信號發(fā)生器、掃頻式信號發(fā)生器、程控式信號發(fā)生器和頻率合成式信號發(fā)生器等。 信號發(fā)生器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢信號發(fā)生器是指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測試信號的儀器。但市面上能看到的儀器在頻率精度、帶寬、波形種類及程控方面都已不能滿足