【正文】 時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 五、系統(tǒng)顯示功能設(shè)計 本設(shè)計采用 LCD1602 來顯示波形的類型、幅值及頻率。就是 Vin接電源輸入， GND 接底， Vout 加一個 ~1uf 的電容就可以了。輸出電壓 :＋ /25mV， 輸入電壓范圍 :~40V， 輸出電流 :10mA。其電路圖如圖 、圖 所示： 四 、 本設(shè)計采用 MC1403 芯片實現(xiàn) ，其引腳圖如 圖 所示 : 圖 MC1403引腳圖 MC1403 是低壓基準(zhǔn)芯片。同樣單片機(jī)也與第二片 DAC0832 相連接，通過單片機(jī) 查表頻率的改變和定時器初值的改變來控制波形頻率的大小。 ○ 3 DAC0832 與單片機(jī)連接 及外圍電路的設(shè)計 圖 第一片 DAC0832外接轉(zhuǎn)換電路 圖 第二片 DAC0832 外接轉(zhuǎn)換電路 本次函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計采用雙 AD 技術(shù)。在需要同步進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換的多路 DAC 系統(tǒng)中，采用雙緩沖方式，可以在不同的時刻把要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)打入各 DAC 的輸入寄存器，然后由一個轉(zhuǎn)換命令同時啟動多個 DAC 轉(zhuǎn)換。 需xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 在程序的控制下，先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入輸入緩存器，然后在某個時刻再啟動 D/A轉(zhuǎn)換。一般的做法是將 WR2 和 XFER都接地，使 DAC 寄存器處于直通方式，另外把 ILE 接高電平， CS接端口地址譯碼信號， WR1 接 CPU 的 WR 信號，這樣就可以通過一條 MOVX 指令，選中該端口，使 CS 和 WR1 有效，啟動 D/A 轉(zhuǎn)換。例如在構(gòu)成波形發(fā)生 器的場合，就要用到這種方式，即把要產(chǎn)生基本波形的數(shù)據(jù)存在 ROM中，連續(xù)取出送到 DAC去轉(zhuǎn)換成電壓信號。 (8)、 DGND：數(shù)字量地。 (6)、 VCC：芯片供電電壓，范圍為 (+5~15)V。 (5)、 VREF：參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負(fù)電壓，它xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 決定 0 至 255 的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度， VREF 范圍為(+10～ 10)V。 (3)、 IOUT2：模擬電流輸出端 2， IOUT2 與 IOUT1 的和為一個常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝ 常數(shù)。 圖 DAC0832 引腳圖 圖 ： (1)、 DI7～ DI0： 8 位的數(shù)據(jù)輸入端， DI7為最高位。此后，當(dāng) /WR1 由低電平變高時，控制信號成為低電平，此時，數(shù)據(jù)被鎖存 到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù) DB 的變化而變化。從圖 4中可見，在 DAC0832 中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的允xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 許鎖存信號為 ILE，第二級鎖存器稱為 DAC 寄存器，它的鎖存信號也稱為通道控制信號 /XFER。其主要參數(shù)如下：分辨率為 8位 ，轉(zhuǎn)換時間為 1μs ，滿量程誤差為 177。能完成數(shù)字量輸入到模擬量 (電流 )輸出的轉(zhuǎn)換。 EA 引腳： 31引腳一般接到正電源端。 復(fù)位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST 引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電， RST 端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，時間不少于 5ms。單片機(jī)冷啟動后，片內(nèi) RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個特殊 功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見表 。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 復(fù)位電路： 單片機(jī)復(fù)位電路 是指 單片機(jī)的初始化操作。單 片機(jī)內(nèi)部已經(jīng) 集成了振蕩器；使用晶體振蕩器，接 18（ XTAL2）、19（ XTAL1）腳。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 ，電容值約為 30μF 。外接晶體諧振器以及電容 C1和 C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 晶振電路： 晶振是晶體振蕩器的簡稱， 單片機(jī)是一種時序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作。 鍵盤部分：本設(shè)計采用 3 個獨(dú)立按鍵來控制波形類型的 選擇、幅值大小的改變及頻率大小的改變。 DA 轉(zhuǎn)換部分：本設(shè)計采用 2 塊 DAC0832 芯片，其中一塊的輸出用于另一塊 DA的基準(zhǔn) 基準(zhǔn)電壓部分：第一塊 DA的 基準(zhǔn)電壓通過 MC1403 芯片來實現(xiàn)。本章將詳細(xì)地介紹系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、 DA 轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯 示模塊和按鍵控制模塊等。 第三節(jié) 本章小結(jié) 本章主要介紹了本設(shè)計的具體方案，本設(shè)計采用雙 DA 技術(shù)來生成波形，在頻率控制方面，本設(shè)計采用控制單片機(jī)查表的頻率和改變計數(shù)器的計數(shù)初值相結(jié)合的方法。對計數(shù)器的位數(shù)要求較高（至少需要 10 位），且由于受到 VCO的振蕩頻率的影響輸出頻率失真度增加。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 方案二： 單片機(jī)控制計數(shù)器的初值 。因此控制單片機(jī)的查表頻率即可實現(xiàn)頻率的步進(jìn)。 綜合考慮成本、復(fù)雜程度、技術(shù)要求等各種因素，選擇了單片機(jī)控制雙 DA 技術(shù)完成頻率的改變這種方案。 采用分立器件組成的信號發(fā)生器 過去傳統(tǒng)的信號發(fā)生一般采用這種方式，該方案 一般采用集成運(yùn)算放大器外加電阻、電容等元件，構(gòu)成方波、三角波發(fā)生器，然后將三角波信號或方波信號轉(zhuǎn)換成正弦波信號輸出；也可以直接采用 RC 正弦波信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號。例如早期的函數(shù)發(fā)生器集成芯片有 ICL803 BA20XR2206/2207/2209 等，這些芯片的不足時輸出信號的頻率不高，最大僅有幾百kHz，調(diào)節(jié)方式不靈活，頻率和脈沖信號的占空比不能獨(dú)立調(diào)節(jié)。目前典型的 DDS 集成芯片有 AD9850、 AD985AD9852 和 AD9834 等。一般集成 DDS 芯片內(nèi)部時鐘脈沖的頻率固定，其相位累加器位數(shù)也不變，所以只需改變頻率控制字即可實現(xiàn)輸出信號頻率的變化。 DDS 集成芯片內(nèi)部主要由相位累加器、波形存儲器、高速 D/A 轉(zhuǎn)換器等環(huán)節(jié)組成，在時鐘 脈沖的控制下，相位累加器對輸入的頻率控制字不斷進(jìn)行累加得到相應(yīng)的相位碼，同時相位碼序列作為地址信號去尋址波形存儲器進(jìn)行相位碼到幅度碼的轉(zhuǎn)換，并輸出不同的幅度編碼。不足之處是由于單片機(jī)的處理數(shù)據(jù)的速度有限，當(dāng)產(chǎn)生頻率比較高的信號時，輸出波形的質(zhì)量將下降。 采用單片機(jī)控制技術(shù)實現(xiàn)的信號發(fā)生器 該方案的主要思路是采用編程的方法來產(chǎn)生希望得到的波形，用戶將要輸出的波形預(yù)先存儲在半導(dǎo)體存儲器中，在需要某種波形時將儲存在存儲器中的數(shù)據(jù)依次讀出來，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波等處理后，輸出該波 形的信號。信號發(fā)生器的基本功能是可以提供符合一定技術(shù)指標(biāo)要求的電信號，其波形、頻率、幅值均可以調(diào)節(jié)。本章將討論采用何種方法設(shè)計函數(shù)發(fā)生器。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第二章 方案選擇 函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。 第 三 節(jié) 本章小結(jié) 本章第一節(jié)主要介紹了單片機(jī)的發(fā)展歷史及未來趨勢，讓我們對單片機(jī)有了一個初步的了解。 EA/VPP： 在訪問整個外部程序存儲器時 EA必須外部置低 ,如果 EA 為高時將執(zhí)行內(nèi)部程序 ,除非程序計數(shù)器包含大于片內(nèi) FLASH 的地址 。PSEN ： 當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲器代碼時 ,PSEN每個機(jī)器周期被激活兩次 .在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 PSEN無效 ,訪問內(nèi)部程序存儲器時 PSEN無效。 ALE可以通過置位 SFR的 禁止，置位 后 ALE只能在執(zhí)行 MOVX 指令時被激活 。 ALE： 地址鎖存使能，在訪問外部存儲器時，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下， ALE 輸出信號恒定為 1/6 振蕩頻率。內(nèi)部有擴(kuò)散電阻連接到 Vss， 僅需要外接一個電容到 Vcc 即可實現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)作為輸入腳時被外部拉低的 P3口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 ， P3口還具有以下特殊功能 ： RxD():串行輸入口 TxD():串行輸出口 INT0():外部中斷 0 INT1():外部中斷 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 T0():定時器 0外部 輸入 T1():定時器 1外部輸入 WR():外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號 RD():外部數(shù)據(jù)存儲器讀信號 P3 口： P3口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O口。 當(dāng)使用 8位尋址方式(MOVRi)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ,P2口發(fā)送 P2特殊功能寄存器的內(nèi)容。 當(dāng)作為輸入腳時 ,被外部拉低的 P2口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 。 圖 AT89C51單片機(jī)的外部引腳圖 當(dāng)作為輸入腳時，被外部拉低的 P1口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 。 P0 口： P0 口是開漏雙向口，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮用作高阻輸入。 GND：接地 。 VCC： 提供掉電空閑正常工作電壓 。 低功耗的閑置和掉電模式 5 個中斷源 32 可編程 I/O 線 三級程序存儲器鎖定 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 AT89C51 單片機(jī)的 主要特性 ： AT89C51 單片機(jī) 有 40 個管腳，分成兩排，每一排各有 20 個腳，其中左下角標(biāo)有箭頭的為第 1腳，然后按逆時針方向依次為第 2腳、第 3腳??第 40腳。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，將進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方向發(fā)展。 此階段單片機(jī)內(nèi)集成的功能越來越強(qiáng)大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展，單片機(jī)在大量數(shù)據(jù)的實時處理、高級通信系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、復(fù)雜工業(yè)過程控制、高級機(jī)器人以及局域網(wǎng)等各方面得到大量應(yīng)用。 此階段單片機(jī)在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等方面向更高水平發(fā)展。因而，它是目前國內(nèi)外單片機(jī)產(chǎn)品的主流，各制造公司還在不斷的改進(jìn)和發(fā)展它。這一階段中最具典型性的產(chǎn)品為 1980 年 Intel 公司推出的 MCS51系列單片機(jī)，其他代表產(chǎn)品有 Motorola 公司的 6801 和 Zilog公司的 Z8 等。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 這一階段推出的 8位單片機(jī)普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)，多個16 位定時器 /計數(shù)器。從而導(dǎo)致了計算機(jī)領(lǐng)域中開始出現(xiàn)兩大分支：通用計算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)。 以 1976 年 Intel 公司推出的 MCS48系列為代表，采用將 8 位 CPU、 8 位并行 I/O端口、 8位定時器 /計數(shù)器、 RAM 和 ROM 等集成在一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu)，雖然其尋址范圍有限，也沒有串行 I/O 端口， RAM、 ROM 容量小，中斷系統(tǒng)也較簡單，但 功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀表等的需要。這些微處理器雖然還不是真正的單片機(jī)，但從此拉開了研制單片機(jī)的序幕。 1971 年 11 月 Intel 公司首先設(shè)計出集成度為 2020 只晶體管 /片的 4位微處理器 Intel 4004，并配有 RAM、 ROM 和移位寄存器 ，構(gòu)成了第一臺 MCS4 微處理器。 第一節(jié) 單片機(jī) 的發(fā)展歷史及趨勢 單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展十分迅猛。 在進(jìn)行一個具體的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)之前，需要對單 片機(jī)的硬件資源配置和體系結(jié)構(gòu)有較深入的了解。 xxxx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第一章 單片機(jī) 概述 單片機(jī)的全稱是單片微型計算機(jī)（ Single Chip Microputer），國際上統(tǒng)稱為微控制器（ Micro Controller Unit,MCU）。其中 DA轉(zhuǎn)換模塊包括 2塊 DAC0832芯片和 OP07運(yùn)放電路，第一塊 DA芯片的輸出作為第二塊 DA芯片的參考電壓，而第一塊 DA芯片的 MC1403芯片的輸出來提供；鍵盤控制模塊采用 3個按鍵來選擇波形類型及調(diào)節(jié)頻率、幅值；顯示模塊則采用 LCD1602來顯示波形類型、頻率及幅值；最終將設(shè)計好的函數(shù)發(fā)生器的輸出接上示波器，在示波器上顯示實際輸出的波形。 單片機(jī)有很多種類，而且制作函數(shù)發(fā)生器的方案繁多，本次設(shè)計是以AT89C51單片機(jī)為核心，選用 DAC0832為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，并輔以必要的模擬電路，設(shè)計出了一個基于 AT89C51單片機(jī)的函數(shù)信號發(fā)生器。隨著大規(guī)模集 成電路技術(shù)的發(fā)展，集成度不斷提高，使得微型機(jī)的速度和性能大為提高，可靠性增加，成本降低。而且其體積大，損耗也大。我們長期使用的信號發(fā)生器，大部分是由模擬電路構(gòu)成的，這類儀器作為信號源，頻率可達(dá)上百 MHz，在高頻范圍內(nèi)其頻率穩(wěn)定性高、可調(diào)性好。函數(shù)發(fā)生器作為一種通用的電 子儀器，在生產(chǎn)、科研、測控、通訊等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。 Eventually will be designed to function of the generators output meet on osci