【正文】 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13頁 共 50頁 為何呢？計(jì)算一下就知道了。通常會使用定時器 1 工作在定時器工 作模式 2 下，這時定時值中的 TL1 做為計(jì)數(shù)， TH1 做為自動重裝值 ，這個定時模式下，定時器溢出后， TH1 的值會自動裝載到 TL1，再次開始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時更準(zhǔn)確。 波特率＝（ 2SMOD247。模式 1 和模式 3 的波特率是可變的，取決于定時器 1 或 2（ 52 芯片）的溢出速率。 51 芯片的串口工作模式 0 的波特率是固定的，為 fosc/12，以一個 12M 的晶振來計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)到 1M。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn) 9600 會被誤認(rèn)為每秒種可以傳送 9600 個字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒可以傳送 9600 個二進(jìn)位，而一個字節(jié)要 8 個二進(jìn)位，如用串口模式 1 來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用 10 個二進(jìn)位， 9600 波特率用模式 1 傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是 9600247。 波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時才可以進(jìn)行正常通訊。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器 1 或定時器 2 的定時值（溢出速率）。同樣 RI 也必須要靠軟件清除。 RI=1，申請中斷，要求 CPU 取走數(shù)據(jù)。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時，由硬件置位。在任何模式下， TI 都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到 SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時 TI=1，表明發(fā)送已完成， TI 不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。 TI 發(fā)送中 斷標(biāo)識位。在模式 0 中， RB8 為保留位沒有被使用。 RB8 接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。 TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入 REM=0 來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開串口接收。 REM 為允許接收位， REM 置 1 時串口允許接收，置 0 時禁止接收。 SM2 在模式 模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。表 中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。串行口工作模式設(shè)置。 51 芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的 設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。 SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。通常在標(biāo)準(zhǔn)的 或 等頭文件中已對其做了定義，只要用 include 引用就可以了。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡單，只要把這個 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個變量就可以對其進(jìn)行讀寫操作了，如 sfr SBUF = 0x99。 CPU 在讀 SBUF 時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。有朋友這樣問起過―為何在串行口收發(fā)中，都只是使用 到同一個寄存器 SBUF？而不是收發(fā)各用一個寄存器。 串口通訊 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。但 RAM，定時器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以 在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序 存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時， 地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。在給出地址 ―1‖時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， 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。 P2 口 ： P2 口為一個內(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 TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼， 此時 P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。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 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9頁 共 50頁 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 AT89C52 管腳圖如圖 所示 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U?P 3 .0P 3 .1P 3 .2P 3 .3P 3 .4P 3 .5P 3 .6P 3 .7D B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7F S Y N CS C L KS D A T AR E S E TX0X1+5 圖 AT89C52 管腳圖 主要特性： 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。 系統(tǒng)硬件 （ 1） A89C52芯片 AT89C51 是 一 種 帶 4K 字 節(jié) 閃 存 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲 器 （ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。串口電路如圖 。每一個發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F電平。該器件包含 2驅(qū)動器、 2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平。 頻率輸入變化量大，不易用獨(dú)立鍵盤進(jìn)行控制，由于單片機(jī)本身 IO 口資源比較少，所以采用4*4 矩陣鍵盤，該電路還有個三線插針，通過跳帽來選擇是舉證鍵盤還是選擇獨(dú)立鍵盤，根據(jù)需要選用 4*4矩陣鍵盤。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等 ，它能夠在一個屏上顯示全部數(shù)據(jù)，而且?guī)в凶謳欤阌谟^察 。 圖 基于 12864 液 晶電路 函數(shù)信號發(fā)生器參數(shù)很多，采用 1602顯示數(shù)據(jù)量少，而且不易觀察，所以采用 1286415C型號液晶， HS1286415C是一款帶中文字庫的液晶顯示模塊，該模塊是 128*64點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192個中文漢字、 128個字符及 64*256點(diǎn)陣顯示 RAM。首先給比較器設(shè)置一個基準(zhǔn)電壓，在輸入的正弦波小于這個基準(zhǔn)電壓時比較器輸出低電平，輸入的正弦波大于這個基準(zhǔn)電壓時比較器輸出高電平，方波只需要高低電平，由于 DDS能夠產(chǎn)生三角波，所以用一個比較電路就能把三角波轉(zhuǎn)換成方波，由于頻率很高，一般的運(yùn)放不能達(dá)到要求，所以采用高速的轉(zhuǎn)換運(yùn)放芯片 OP07。 基于 OP07的方波電路如圖 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5頁 共 50頁 2 硬件設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì) 基于 AD9833 信號發(fā)生電路如圖 。由于DDS 具有相對帶寬很寬，頻率轉(zhuǎn)換時間極短 (可小于 20 微妙 )，頻率分辨率高，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成以及輸出相位連續(xù)，頻率、相位和幅度均可實(shí)現(xiàn)程控，因此，可以完全滿足本題目的要求。由于采用大量的倍頻、分頻、混頻 和濾波環(huán)節(jié)，導(dǎo)致直接頻率合成器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，成本高，而且容易產(chǎn)生過多的雜散分量，難以達(dá)到較高的頻譜純度。 對于方案二，采用傳統(tǒng)的直接頻率合成法直接合成。 MAX038 是美信公司的低失真單片信號發(fā) 生器集成電路，內(nèi)部電路完善。 本系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：單片機(jī)；鍵盤； AD9833 電路；比較電路；液晶顯示電路；以單片機(jī) AT89C52 為核心，采用直接數(shù)字合成（ Direct Digital Frequency Synthesizer,簡稱 DDS 或DDFS） ，用隨機(jī)讀 /寫存儲器 RAM存儲所需波形的量化數(shù)據(jù)，按照不同頻率要求，以頻率控制字 K為 N f 控制字 DAC 累加寄存器 N 位全加器 波形存儲器 基準(zhǔn)時鐘 LPF M M MAX 038 撥碼 開關(guān) RC 網(wǎng)絡(luò) 信號輸出 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4頁 共 50頁 圖 基于 DDS 的信號發(fā)生器設(shè)計(jì)的 原理框圖 步進(jìn)對相位增量進(jìn)行累加，以累加相位值作為地址碼讀取存在存儲器內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，再濾波即可得所需波形。用隨機(jī)讀 /寫存儲器 RAM存儲所需波形的量化數(shù)據(jù)，按照不同頻率要求，以頻率控制字 K為步進(jìn)對相位增量進(jìn)行累加，以累 加相位值作為地址碼讀取存在存儲器內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換和幅度控制，再濾波即可得所需波形。 方案二：基于 傳統(tǒng)的頻率合成方法函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 基于傳統(tǒng)頻率合成方法的信號發(fā)生器原理框圖如圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3頁 共 50頁 1 方案論證與選擇 方案一：基于 MAX038函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計(jì) 基于 MAX038的信號發(fā)生器原理框圖如 。同時輸出波形的頻率分辨率、頻率精度等指標(biāo)也有很大的提高 . 雖然 DDS技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，但是目前可以產(chǎn)生多種通信信號的儀器數(shù)量很少而且價格非常昂貴，在現(xiàn)代的通信對抗和無線電監(jiān)測研究中，人們多使用的是基于 DDS技術(shù)的任意波形發(fā)生器，使用前需將所需波形的數(shù)據(jù)輸入儀器，過程比較繁瑣，信號參數(shù)改變時需重新產(chǎn)生和輸入數(shù)據(jù)，操作也不很方便，使 DDS技術(shù)的使用受到了限制。它不僅能產(chǎn)生傳統(tǒng)函數(shù)信號器能產(chǎn)生的正弦波、方波、三角波、鋸齒波，還可以產(chǎn)生任意編輯的波形。同時為了抑制雜散，這些芯片大多采用了隨機(jī)抖動法提高無雜散動態(tài)范圍。芯片內(nèi)部采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)，大多采用了流水技術(shù)，提高了相位累加器的工作頻率，進(jìn)一步提高了 DDS芯片的輸出頻率。如 AD7008， AD9850， AD9851， AD9858， AD9953等，其系統(tǒng)時鐘頻率從 30MHz到 1