【正文】 ）的檢測，便可確定相應(yīng)按鍵是否已被按下。鍵的閉合與否，取決于機械彈性開關(guān)的通、斷狀態(tài)。鍵盤是計算機應(yīng)用系統(tǒng)中的一個重要組成部分，設(shè)計時 必須解決下述一些問題。非編碼鍵盤則是通過軟件來確定按鍵并計算鍵值。編碼鍵盤能自動識別按下的鍵并產(chǎn)生相應(yīng)代碼，以并行或串行方式發(fā)給 CPU。 鍵盤設(shè)計需要解決的幾個問題 鍵盤是若干按鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備。一個安全可靠的控制系統(tǒng)必須具有方便的交互功能。這些輸入 /輸出設(shè)備主要有鍵盤、顯示器和打印機等。單片機結(jié)合簡單的晶體振蕩電路和復(fù)位電路即可構(gòu)成 單片機最小系統(tǒng)，它是智能化儀器儀表的基礎(chǔ)，也是測控、監(jiān)控的重要組成部分。 最小應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計 單片機最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng) .對 51 系列單片機來說 ,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括 :單片機、晶振電路、復(fù)位電路 .下面給出一個 51 單片機的最小系統(tǒng)電路圖 ，如 圖 35。 51 單片機的復(fù)位是由 RESET 引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過 24 個振蕩周期后， 51 單片機即進入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。 PSW＝ 00H，表明選寄存器 0組為工作寄存器組； SP＝ 07H，表明堆棧指針指向片內(nèi) RAM 07H 字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個被壓 信號發(fā)生器的制作 10 入的內(nèi)容寫入到 08H 單元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口線寫 入 1，此時，各端口既可用于輸入又可用于輸出 。 圖 34 RC 復(fù)位電路 復(fù)位后的狀態(tài) 單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器 PC＝0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。但單片機本身是不能自動進行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實現(xiàn)。單片機啟運運行時，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個 信號發(fā)生器的制作 9 狀態(tài)開始工作。本設(shè)計使用的石英晶體振蕩器的頻率為 ，電容的主要作用是幫助振蕩器起振和穩(wěn)定電路，其值的大小對振蕩頻率有少許影響，本設(shè)計中選擇 C1和 C2電容值為 30pf。引腳 XTAL1為反相器的輸入端，引腳 XTAL2為輸出端。本設(shè)計中選用內(nèi)部時鐘方式。時鐘電路是 單片機工作的時間基準(zhǔn) ， 決定單片機工作 的 速度 。 時鐘電路設(shè)計 時鐘電路是單片機系統(tǒng)的心臟，它控制著單片機的工作節(jié)奏。 AT89C51的主要功能特性：（ 1） 工作電壓為 4~ V， 工作頻率為 0~22 MHz； （ 2） 片內(nèi)振蕩器 和 時鐘（ CLOCK）電路 ；（ 3） 128*8位 供存儲數(shù)據(jù)的 片內(nèi) RAM；（ 4） 32根可編程 I/O線；（ 5） 2個16位定時器 /計數(shù)器；（ 6） 具有 6個中斷源；（ 7） 可編程全雙工串行口；（ 8） 具有多種封裝方式；（ 9） 程序存儲器可擴展至 64KB（ ROM） ， 數(shù)據(jù)存儲器可擴展至64KB（ RAM） 。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。 信號發(fā)生器的制作 7 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進行校驗時， 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。 AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造 ，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 AT89C2051是一種帶 2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 的單片機。 由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。本設(shè)計中最終選用了 ATMEL公司的 AT89C51單片機。近幾年來，許多單片機開發(fā)廠商也推出了許多基于80C51單片機內(nèi)核的擴展型單片機，產(chǎn)品在保持與 51單片機兼容的基礎(chǔ)上改善了很多特性，性能各異。在單片機家族中， Intel公司推出的 MCS51系列中的 80C51是其中的佼佼者 。本設(shè)計應(yīng)采用通用型單片機。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計成各種不同的單片機控制系統(tǒng)，即有一個再設(shè)計的過程。單片機按其使用目的可以分為通用和專用兩種類型。 3 硬件電路的設(shè)計 主控電路及主控芯片的選擇 單片機即單片微型計算機（ Single CHip Microputer）是把組成微型計算機的各種功能部件，包括中央處理單元（ CPU）、隨機存儲器（ RAM）、程序存儲器（ ROM）、定時器 /計數(shù)器及輸入輸出接口等部件 都集成在一塊芯片上。 信號發(fā)生器的制作 5 圖 21 系統(tǒng)總框圖 各功能 模塊介紹 ： 單片機 最小系統(tǒng) ：包括時鐘 電路和復(fù)位電路 鍵盤 控制電路 ： 用按鍵來控制輸出 波形的 種類和 調(diào)節(jié) 頻率 D/A 轉(zhuǎn)換 電路 ： 單片機把待轉(zhuǎn)換 的數(shù)字量輸送到 DAC0832 來把 數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號 。 方案的結(jié)構(gòu)模塊劃分 本次設(shè)計 所研究的就是 用單片機將某種波形所對應(yīng)的數(shù)字量進行輸出，再 通過D/A轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換輸出一組連續(xù)變化的 5V 的電壓脈沖值 ，同時再 通過 液晶 顯示部分顯示其頻率 值 和波形 名稱。它的特點是價格低、性能高，在低頻范圍內(nèi)穩(wěn)定性好、操作方便、體積小、耗電少，適合學(xué)生畢業(yè)設(shè)計。但是這種模塊產(chǎn)生的波形都不是純凈的波形，會寄生一些高次諧波分量，采用其他的措施雖可濾除一些，但不能完全濾除掉 ,且價格 較 高 。 方案四：利用專用直接數(shù)字合成ＤＤＳ芯片的函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生任意波形并達到很高的頻率，但成本較高。 MAX038 頻率高、精度好，因此它被稱為高頻精密函數(shù)信號發(fā)生器 IC。 方案三：利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生多種波形，達到較高的頻率，且易于調(diào)試。 方案二：可以由晶體管、運放 IC 等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器 IC 產(chǎn)生。 信號發(fā)生器的制作 4 幅值范圍 :5V 不變。 技術(shù)指標(biāo)：可輸出方波、三角波、正弦波 ，頻率可調(diào)。經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的信號為電流形式，因此需要加電流 /電壓轉(zhuǎn)換電路來改變輸出信號的形式。而且外形尺寸與價格，都比過去的類似產(chǎn)品減少了一半。不過現(xiàn)在新的臺式儀器的形態(tài)，和幾年前的己有很大的不同。在民用方面，VXI模塊遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如臺式儀器更為方便。目前，波形發(fā)生器由獨立的臺式儀器和適用于個人計算機的插卡以及新近開發(fā)的 VXI模塊。目前可以利用可視化編程語言 (如Visual Basic ,Visual C 等等 )編寫任意波形發(fā)生器的軟面板，這樣允許從計算機顯示屏上輸入任意波形，來實現(xiàn)波形的輸入。同時可以利用一種強有力的數(shù)學(xué)方程輸入方式，復(fù)雜的波形可以由幾個比較簡單的公式復(fù)合成 v=f (t)形式的波形方程的數(shù)學(xué)表達式產(chǎn)生。波形發(fā)生器軟件的開發(fā)正使波形數(shù)據(jù)的輸入變得更加方便和容易。由上面的產(chǎn)品可以看出，函數(shù)波形發(fā)生器發(fā)展很快。不久以后，Analogic 公司推出了型號為 Data2020 的多波形合成器， Lecroy 公司生產(chǎn)的型號為 9100 的任意波形發(fā)生器等。 90 年代末，出現(xiàn)幾種真正高性能、高價格的函數(shù)發(fā)生器、但是 HP 公司推出了型號為 HP770S 的信號模擬裝置系統(tǒng)，它由 HP8770A 任意波形數(shù)字化和 HP1776A 波形發(fā)生軟件組成。 在 70 年代后，微處理器的出現(xiàn)，可以利用處理器、 A/D/和 D/A，硬件和軟件使波形發(fā)生器的功 能擴大，產(chǎn)生更加復(fù)雜的波形。這個時期的波形發(fā)生器多采用模擬電子技術(shù)，而且模擬器件構(gòu)成的電路存在著尺寸大、價格貴、功耗大等缺點，并且要產(chǎn)生較為復(fù)雜的信號波形，則電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會大大增加。但是這種電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài) 信號發(fā)生器的發(fā)展歷史 目前，市場上常見的波形發(fā)生器多為純硬件的搭接而成，且波形種類有限，多為鋸齒、正弦、方波、三角等波形。 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許多方面實際應(yīng)用的需求。譬如在示波器、電視機等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運動，以利用熒光屏顯示圖像，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時基電路。 信號發(fā)生器的制作 2 在科學(xué)研究、工程教育及生產(chǎn)實踐中，如工業(yè)過程控制、教學(xué)實驗、機械振動試驗、動態(tài)分析、材料試驗、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，常常需要用到低頻信號發(fā)生器?，F(xiàn)在，許多信號發(fā)生器帶有微處理器，因而具備了自校、自檢、自動故障診斷和自動波形形成和修正等功能，可以和控制計算機及其他測量儀器一起方便的構(gòu)成自動測 試系統(tǒng)。 keyboard control 1 引言 選題背景和意義 隨 著電子測量及其他部門對各類信號發(fā)生器的廣泛需求及電子技術(shù)的迅速 發(fā)展，促使信號發(fā)生器種類增多，性能 提 高 。DAC0832。 關(guān)鍵詞 ： AT89C51； DAC0832； 液晶顯示；鍵盤控制 The production of signal generator Jianwei Pan(07226536) Director： Gengjun Zhu() ( Science amp。目前使用的信號發(fā)生器大部分是函數(shù)信號發(fā)生器，且特殊波形發(fā)生器的價格昂貴。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） ( 2021屆 ) 題 目： 信號發(fā)生器的制作 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 職稱： 合作導(dǎo)師： 職稱： 完成時間： 2021 年 3 月 29 日 成 績： 本科畢業(yè) 設(shè)計 (論文 )正文 目 錄 摘要 ................................................................. 1 英文摘要 ............................................................. 1 1 引言 .............................................................. 1 選題背景和意義 ........