【正文】 VCCVCCVCCEA/VP31XTAL119XTAL218RESET91716121314151234567839383736353433322122232425262728PSEN29ALE/PROG301110U1AT89S52200R2VSS1VDD2V03RS4R/W5E6DB07128 Character x 64 LineLCD DisplayDB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB15NC16RET17NC18A19K20LCD1LCD1286410K1 2 3 4 5 6 7 8 9R1 圖 LCD12864液晶顯示電路 顯示電路中的 R1為單片機(jī)的 P0 口上拉電阻，取值為 10K， R2 為 LCD背光限流電阻，起保護(hù)做用，取值為 200Ω。本系統(tǒng)采用 LCD12864 液 晶顯示模塊，可顯示 128X64 點(diǎn)陣或 8 個 X4 行漢字，點(diǎn)尺寸 (WXH)mm，內(nèi)置 ST7920 接口型液晶顯示控制器，內(nèi)帶 GB2312 碼簡體中文字庫（ 16X16 點(diǎn)陣），可與 MCU 單片機(jī)直接連接，具有 8位并行及串行的連接方式。上面 12 個按鍵供信號發(fā)生器設(shè)計(jì)與調(diào)整使用；下 4 個鍵位時鐘調(diào)整設(shè)置使用。 T1T2D2D3D12200uFC8104C11Vin VoutGNDVR178052200uFC10104C9+12V12V1000uFC13104C14220uFC12104C15VCCF1132J2 圖 系統(tǒng)電源電路圖 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 12 鍵盤電路 本設(shè)計(jì)為了方便操作，設(shè)計(jì)了 16 個按鍵，接法采用 4*4 矩陣連接。 12V 雙電源，為功放部分供電，一個為標(biāo)準(zhǔn) 5V 電源，為整個系統(tǒng)的控制部分供電。 電源電路設(shè)計(jì) 由于功放部分需要采用正負(fù)對稱電源供電， 所以本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了兩組電源。 還有一個第二功能，電 子鐘。 單片機(jī)電路是整個系統(tǒng)的主控電路， 信號變換電路、功率放大電路負(fù)責(zé)對單片機(jī)發(fā)生的方波信號整形放大處理，時鐘電路負(fù)責(zé)系統(tǒng)的計(jì)時。 圖 AT24C64不同封裝的管腳定義 AT24C64 的 管腳功能定義如表 所示。 AT24C64 的對外接口采用了 總線的接口方式，每個儲存單元可以進(jìn)行 100 萬次寫操作，儲存的數(shù)據(jù)可以保存100 年。 ? Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用） AT24C64 EEPROM 儲存 芯片 簡介 AT24C64 是 ATMEL 公司的一款 EEPROM 產(chǎn)品。 ? DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 ? GND 芯片參考 0電位（地）。 ? CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 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(biāo)準(zhǔn)的移位 寄存器及微處理器接口。 表 P3口第二功能 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 ) 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 9 串行 A/D轉(zhuǎn)換器芯片 ADC0832 ADC0832 芯片簡介 ADC0832 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。 EA/VPP: 訪問外部程序存儲器控制信號。 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。否則， ALE 將被微弱拉高。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。 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 。 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。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無效。晶振工作時， RST腳持續(xù) 2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能如表 P3口 第二功能）使用。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。在 flash編程和校驗(yàn)時， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。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）。 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計(jì)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） 表 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。此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。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。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。 主要性能 ? 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ? 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器 ? 1000次擦寫周期 ? 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 40MHz ? 三級加密程序存儲器 ? 32個可編程 I/O口線 ? 三個 16位定時器 /計(jì)數(shù)器 ? 八個中斷源 ? 全雙工 UART串行通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 ? 掉電后中斷可喚醒 ? 看門狗定時器 圖 STC89C52 單片機(jī)引腳圖 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 6 ? 雙數(shù)據(jù)指針 ? 掉電標(biāo)識符 STC89C52方框圖 圖 STC89C52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 7 單片機(jī)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。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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。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。 輸入信號 信號整形 信號放大 信號輸出 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 5 STC89C52 單片機(jī) 簡介 單片機(jī) STC89C52 概述 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。 ? 信號輸出模塊是對整形、放大的信號輸出。 ? 信號放大模塊是對調(diào)整好的信號放大輸出，提高帶負(fù)載的能力。 圖 模擬信號處理模塊方框圖 ? 輸入信號 是對輸入的較弱信號進(jìn)行放大處理，方便后面整形 部分工作。是用 220V 交流電通過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后產(chǎn)生的 5V電源。 輸入模塊主要是 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(jìn)行 單片機(jī)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(bào)警提示模塊 電源模塊 數(shù)字音頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)輸入。 通信模塊是對系統(tǒng)日后維護(hù)升級使用，一般不適用。 儲存模塊是對用戶常用的操作進(jìn)行儲存使用，方便用戶以后使用。 輸出模塊是對輸入模塊的設(shè)定，單片機(jī)進(jìn)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的模塊方框圖如圖 所示。 第二章 設(shè)計(jì)思路及流程 整個系統(tǒng)由兩大子系統(tǒng)構(gòu)成，負(fù)責(zé)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。 ? 報(bào)警： 對設(shè)置出錯和系統(tǒng)出錯做出報(bào)警提示。 ? 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。 ? 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)。 ? 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(jìn)行了檢測，可以隨時觀察輸出情況。 輸出情況顯示：該系統(tǒng)能夠顯示當(dāng)時輸出信號的頻率，幅度 ，可以隨時得知輸出波形情況。信號處理部分主要是有運(yùn) 放 和功放組成，負(fù)責(zé)對輸出 波形 的整形放大。整個系統(tǒng)分為主控制 面板與信號處理兩部分組成。這里分別借助 STC89C52 單片機(jī) 芯片運(yùn)算速度高，功耗低，實(shí) 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(diǎn)設(shè)計(jì)了 音頻 信號發(fā)生器。 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。目 錄 前 言 ............................................................... 1 第一章 概述 ......................................................... 2 第二章 設(shè)計(jì)思路及流程 ............................................... 2 數(shù)字控制面板處理部分 ........................................ 3 模擬信號處理部分 ............................................ 4 第三章 核心芯片簡介 ................................................. 4 STC89C52 單片機(jī)簡介 .......................................... 5 單片機(jī) STC89C52 概述 ....................................... 5 主要性能 .................................................. 5 單片機(jī)管腳功能介紹 ........................................ 7 串行 A/D轉(zhuǎn)換器芯片 ADC0832 ................................... 9 ADC0832 芯片簡介 ......................................... 9 芯片接口說明： .......................................... 10 AT24C64 EEPROM 儲存芯片簡介 ................................ 10 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) ............................................... 11 第五章 軟件設(shè)計(jì) .................................................... 15 LCD12864 顯示程序模塊 ....................................... 16 矩陣鍵盤程序模塊 ............................................ 17 PC 通信 升級程序模塊 ......................................... 18 系統(tǒng)主程序 .................................................. 19 總 結(jié) ...........