【正文】 塊主要是用戶操作設(shè)置使用，把用戶所需要的操作通過輸入模塊進行設(shè)計輸入。l 通信模塊是對系統(tǒng)日后維護升級使用，一般不適用。l 儲存模塊是對用戶常用的操作進行儲存使用，方便用戶以后使用。l 輸出模塊是對輸入模塊的設(shè)定，單片機進行任務(wù)處理通過輸出模塊輸出信號。 數(shù)字控制面板處理部分數(shù)字控制面板處理部分的主要功能是對數(shù)字信號進行處理，可劃分為采集模塊、顯示模塊、電源模塊、時鐘模塊、儲存模塊、報警提示模塊、通信模塊和單片機模塊。l 軟件升級：對該系統(tǒng)進行日后更新使用。l 定時：是實現(xiàn)定時提示功能。本系統(tǒng)除了具有音頻信號發(fā)生器的一些功能外，為了方便大家更好的使用，還增加了一些新的功能，具體如下。l 輸出音樂選擇：本系統(tǒng)內(nèi)還存儲了多首音樂，可直接輸出音樂信號。l 輸出頻率設(shè)置：本系統(tǒng)是通過鍵盤以1Hz的進度準確的設(shè)置輸出頻率。系統(tǒng)分具體功能如下。主控制面板主要是由單片機構(gòu)成，作為系統(tǒng)的總微處理器。岳陽職業(yè)技術(shù)學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計 目 錄第一章 概述 1第二章 設(shè)計思路及流程 2 數(shù)字控制面板處理部分 2 模擬信號處理部分 3第三章 硬件電路設(shè)計 4　主要器件 4　STC89C52單片機 4. 2 串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0832 7 AT24C64 EEPROM儲存芯片 10 電路原理圖 15第四章 軟件設(shè)計 21 常量、變量說明 21 LCD12864顯示程序模塊 21 矩陣鍵盤程序模塊 23 PC通信升級程序模塊 25 系統(tǒng)主程序 27第五章 小結(jié) 29致 謝 29附錄 A 面板立體圖 30附錄 B 成品照片 30附錄 C 面板硬件原理圖 30附錄 D LCD12864程序清單 30參考文獻： 30岳陽職業(yè)技術(shù)學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計 第一章 概述本設(shè)計使用STC89C52單片機、ADC083TDA2030等芯片，產(chǎn)生所需要的音頻信號。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，以單片機微處理器及單片機軟硬件開發(fā)系統(tǒng)及配套產(chǎn)品為內(nèi)容已形成了龐大并極具前途的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，而可編程邏輯器件、SOPC等新技術(shù)的應(yīng)用迅速滲透到電子、信息、通信等領(lǐng)域。 關(guān)鍵字：STC89C52單片機、音頻信號發(fā)生器、CPU、總線、EEPROM岳陽職業(yè)技術(shù)學院 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計 前 言信號發(fā)生器是在電子電路設(shè)計、自動控制系統(tǒng)和儀表測量校正調(diào)試中應(yīng)用很多的一種信號發(fā)生裝置和信號源。畢業(yè)設(shè)計（論文） 課題名稱： 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計摘要：設(shè)計總結(jié)了其它音頻信號發(fā)生器的制作經(jīng)驗，采用STC89C52單片機作為該系統(tǒng)的控制裝置，選用繼電器、靈敏可變電阻、5532運放等高性能元件，同時還為了系統(tǒng)安裝保護裝置（在出錯的情況下能繼續(xù)工作），完善的設(shè)計出一款新穎的數(shù)字音頻信號發(fā)生器。其控制器具有高速的運算能力以及內(nèi)部操作的靈活性，使得產(chǎn)生的波形具有控制方便，輸出相位連續(xù)，精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，具有很高的應(yīng)用價值。而正弦信號是一種頻率成分最為單一的常見信號源，任何復雜信號(例如聲音信號)都可以通過傅里葉變換分解為許多頻率不同、幅度不等的正弦信號的疊加，廣泛地應(yīng)用在電子技術(shù)試驗、自動控制系統(tǒng)和通信、儀器儀表、控制等領(lǐng)域的信號處理系統(tǒng)中及其他機械、電聲、水聲及生物等科研領(lǐng)域。 目前，常用的音頻信號發(fā)生器絕大部分由模擬電路或數(shù)字電路構(gòu)成，體積和功耗都很大，價格也比較貴。這里分別借助STC89C52單片機芯片運算速度高，功耗低，實時分析的優(yōu)勢以及其靈活的可配置性、較高的可靠性、硬件升級容易等優(yōu)點設(shè)計了音頻信號發(fā)生器。整個系統(tǒng)分為主控制面板與信號處理兩部分組成。信號處理部分主要是有運放和功放組成，負責對輸出波形的整形放大。輸出情況顯示：該系統(tǒng)能夠顯示當時輸出信號的頻率，幅度，可以隨時得知輸出波形情況。l 輸出幅度設(shè)置：本系統(tǒng)是通過電位器調(diào)節(jié)的方式，調(diào)節(jié)輸出幅度，但該系統(tǒng)對輸出的幅度進行了檢測，可以隨時觀察輸出情況。l 輸出信號儲存：本系統(tǒng)還設(shè)有信號儲存功能，可以儲存一些常用的頻率信號，不需要每次都來調(diào)節(jié)。l 時間顯示：可以隨時查看但是使用的時間，方便用戶記錄使用。l 報警：對設(shè)置出錯和系統(tǒng)出錯做出報警提示。第二章 設(shè)計思路及流程整個系統(tǒng)由兩大子系統(tǒng)構(gòu)成，負責完成不同的功能，并且子系統(tǒng)所處位置是分開的，子系統(tǒng)分別是數(shù)字控制面板處理部分和模擬信號處理部分。單片機模塊顯示模塊輸入模塊通信模塊采集模塊輸出模塊時鐘模塊儲存模塊報警提示模塊電源模塊 數(shù)字控制面板處理模塊方框圖l 采集模塊是對輸出信號進行測量，采集信號的幅度和輸出信號調(diào)劑進度的數(shù)據(jù)傳給單片機進行處理。l 時鐘模塊是擴展功能的時間處理模塊，得出準確的時間送個單片機處理。l 顯示模塊是對用戶操作時顯示相關(guān)內(nèi)容，對系統(tǒng)當時的工作狀態(tài)和信息即使反饋給用戶。l 報警模塊是對用戶的錯誤操作、系統(tǒng)出故障或用戶設(shè)計，以語音的方式提示用戶。l 電源模塊是為系統(tǒng)提供5V電源。 模擬信號處理部分模擬信號處理部分是對數(shù)字控制面板處理部分輸出的信號進行處理，主要是整形和放大兩個操作，所設(shè)計的模塊有輸入信號、信號整形、信號放大、信號輸出組成。l 信號整形是采用的是先采用微分，對信號變形再對信號整形出較為標準的正弦波信號送入放大模塊。該模塊是直接才用功放進行放大。第三章 硬件電路設(shè)計 通過對總個系統(tǒng)的功能分析，選擇合適的芯片進行硬件電路設(shè)計?！TC89C52單片機單片機STC89C52介紹 STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。STC89C52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。主要性能l 與MCS51單片機產(chǎn)品兼容 l 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器l 1000次擦寫周期l 全靜態(tài)操作：0Hz～40MHzl 三級加密程序存儲器l 32個可編程I/O口線l 三個16位定時器/計數(shù)器l 八個中斷源l 全雙工UART串行通道l 低功耗空閑和掉電模式l 掉電后中斷可喚醒 l 看門狗定時器 l 雙數(shù)據(jù)指針l 掉電標識符 圖 STC89C52單片機引腳圖STC89C52方框圖 STC89C52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單片機管腳功能介紹P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗時，需要外部上拉電阻。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外，（）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下表所示。引腳號第二功能T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用） P1口第二功能P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能動4 個TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P3口亦作為AT89S52特殊功能（ P3口第二功能）使用。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。否則，ALE 將被微弱拉高。PSEN: 外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。EA/VPP: 訪問外部程序存儲器控制信號。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。引腳第二功能RXD（串行輸入）TXD（串行輸出）INT0(外部中斷0)INT0(外部中斷0)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)存儲器寫選通)RD(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) P3口第二功能. 2 串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0832ADC0832芯片簡介 ADC0832是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。 ADC0832是雙通道輸入，并且可以軟件配置成單端或差分輸入，串行輸出可以方便地和標準的移位寄存器及微處理器接口。 l CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 l GND 芯片參考0電位（地）。 l DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 l Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復用）ADC0832的工作原理ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。要轉(zhuǎn)換的輸入電壓連接到一個輸入端，相對于地（單端輸入）或另一個輸入端（差分輸入）。 。在整個轉(zhuǎn)換過程中必須置為低電平。DO脫離高阻態(tài)，提供一個時鐘的時間間隔的前導低電平，以使多路器穩(wěn)定。經(jīng)過8小時后，轉(zhuǎn)換完成。此時，輸出電路變?yōu)楦咦钁B(tài)。 ADC0832的輸入配置在多路尋址時序中進行， 所示，多路器地址通過DI端移入轉(zhuǎn)換器。當輸入是差分時，要分配輸入通道的極性。輸入通道的兩個輸入端的任意一個都可以作為正極或負極。DI端的第一個邏輯高電平表示起始位，緊接著的兩位是ADC0832的配置位。當啟動位移入多路器寄存器的開始位置后，輸入通道選通，轉(zhuǎn)換開始。 ADC0832在輸入為高位（MSB）開頭的數(shù)據(jù)流后，又以最低位（LSB）開頭重輸出一遍（前面的）數(shù)據(jù)流。之所以能這樣做是因為DI端只在多路器尋址時被檢測，而此時DO端仍為高阻態(tài)。其內(nèi)部存儲器的大小為81298位，是采用分頁儲存的，每頁的容量為32字節(jié)。 AT24C64采用了3種封裝形式， 所示。 AT24C64管腳功能定義管腳號管腳名稱功能備注1～3A0～A2器件地址選擇當多個設(shè)備共用SDA、SCL時，采用地址區(qū)分每個設(shè)備5SDA串行數(shù)據(jù)/地址是芯片的串行數(shù)據(jù)雙向管腳，可以與其他的集電極開路的設(shè)備進行“線與”連接6SCL串行時鐘是芯片串行時鐘，最大頻率要小于4000KHz7WP寫保護如果接高電平，則為寫保護，任何對芯片寫操作將被忽略，接低電平時去除寫保護8Vcc電源工作電壓為：+～4Vss地總線接口簡介 總線是由Philips公司開發(fā)的一種總線系統(tǒng)。1）基本概念（1） 總線是一種串行總線系統(tǒng)。CPU利用串行時鐘線發(fā)出時鐘信號，利用串行數(shù)據(jù)線發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。CPU可以通過總線向被控集成電路發(fā)送數(shù)據(jù)，被控集成電路也可通過總線向CPU傳送數(shù)據(jù)，但被控集成電路接收還是發(fā)送數(shù)據(jù)則由主控CPU控制。的標準操作介紹 的標準操作包括時鐘和數(shù)據(jù)傳輸、起始信號、停止信號、總線時序、待機模式和存儲器復位。圖 起始停止時序圖4）停止信號時鐘線保持高電平期間數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為總線的停止信號。 總線時序圖6）寫周期時序 所示。8 位從器件地址的高4位固定為1010。在主器件發(fā)送起始信號和從器件地址字節(jié)后，AT24C系列的監(jiān)視總線并當其地址與發(fā)送的從地址相符時響應(yīng)一個應(yīng)答信號（通過SDA線）。8）應(yīng)答信號I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每成功地傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，接收器都必須產(chǎn)生一個應(yīng)答信號。AT24C系列器件在接收到起始信號和從器件地址之后響應(yīng)一個應(yīng)答信號，如果器件已選擇了寫操作，則在每接收一個8位字節(jié)之后響應(yīng)一個應(yīng)答信號。 應(yīng)答時序圖1. A0、A1和A2對應(yīng)器件的管腳2和3。9）字節(jié)寫在字節(jié)寫模式下，主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息（R/W位置零）給從器件，在從器件產(chǎn)生應(yīng)答信號后,主器件發(fā)送AT24C系列器件的字節(jié)地址,主器件在收到從器件的另一個應(yīng)答信號后,再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲單元。AT24C系列器件再次應(yīng)答，并在主器件產(chǎn)生停止信號后