【正文】 的今天，經(jīng)典的有模擬電路組成的信號發(fā)生器已經(jīng)漸漸遠(yuǎn)離了人，取而代之的事電路簡潔、功能多樣、功耗低的數(shù)字電路?！痉桨傅谋容^與評價(jià)】方案一：采用專用信號發(fā)生器。使用該芯片，設(shè)計(jì)簡單，可以生成同一頻率信號的各種波形信號，但頻率精度我穩(wěn)定度都難以達(dá)到要求?！绢A(yù)期的效果及指標(biāo)】本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)正弦信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)，利用 Proteus 軟件完成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，采用 Keiluvision2 軟件進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)以及編譯調(diào)試，做種能夠利用Proteus 軟件進(jìn)行調(diào)試仿真。首先通過 D/A 轉(zhuǎn)換器DAC0832 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來 1Hz—3kHz 的波形。該系統(tǒng)大致包括單片機(jī)主控電路、數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路以及液晶顯示電路三部分，其中對數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分和波形調(diào)整部分進(jìn)行詳細(xì)論述。它是有 AT89C51 單片機(jī)、DAC0832。 技術(shù)現(xiàn)狀運(yùn)用單片機(jī)來完成本設(shè)計(jì)具有好的實(shí)用性和操作性。 單片機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展 單片機(jī)的定義計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管到大規(guī)模集成電路等幾個發(fā)展階段，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)向性能穩(wěn)定可靠、微型化、廉價(jià)方向發(fā)展，從而出現(xiàn)了單片微型計(jì)算機(jī)?？傮w來講，單片機(jī)可以用以下“表達(dá)式”來表示：單片機(jī)=CPU+ROM+RAM+I/O+功能部件 單片機(jī)的發(fā)展史及發(fā)展趨勢單片機(jī)的歷史可以追朔到 1974 年，美國仙童公司研究出世界上第一臺單片微型計(jì)算機(jī) F8，該機(jī)由兩塊集成電路芯片組成，結(jié)構(gòu)奇特，具有與眾不同的指令系統(tǒng)，深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視。 單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為下面三個階段： 第一階段（1976 年～1978 年）：初級單片機(jī)微處理階段。 第二階段（1978 年～1982 年）：高性能單片機(jī)微處理階段，如 Intel 公司的 MCS5Motorola 公司的 6801 和 Zilog 公司的 Z8 等。由于該系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，各公司正大力改進(jìn)其結(jié)構(gòu)與性能。 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 單片機(jī)的特點(diǎn)隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，單片機(jī)的集成度越來越高，CPU 的位數(shù)也越來越高，已能將所有主要部件都集成在一塊芯片上，使其應(yīng)用模式多、范圍廣，并具有以下特點(diǎn)：① 體積小，功耗低，價(jià)格便宜，重量輕，易于產(chǎn)品化。③ 抗干擾能力強(qiáng)，適用溫度范圍寬。④ 雖然單片機(jī)內(nèi)存儲器的容量不可能很大，但存儲器和 I/O 接口都易于擴(kuò)展。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ① 單片機(jī)在智能化儀器、儀表中的應(yīng)用：由于單片機(jī)有計(jì)算機(jī)的功能，它不僅能完成測量，還既有數(shù)據(jù)處理、溫度控制等功能，易于實(shí)現(xiàn)儀器、儀表的數(shù)字化和智能化。將測量技術(shù)、自動控制技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理和實(shí)時控制功能，使系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài)。④ 單片機(jī)在多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用：單片機(jī)在多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用是將來單片機(jī)發(fā)展的主要模式，它可以提高單片機(jī)的可靠性，使系統(tǒng)運(yùn)行速度更快。⑥ 單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用：單片具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，所以家電產(chǎn)品中配上微電腦后，使其身價(jià)百倍，功能更強(qiáng)，使用方便，靈活，深得用戶歡迎。第二章 AT89C51單片機(jī)的特性與 功能 單片機(jī)的應(yīng)用與選擇8051 是 MCS51 系列單片機(jī)中的代表產(chǎn)品，它內(nèi)部集成了功能強(qiáng)大的中央處理器，包含了硬件乘除法器、21 個專用控制寄存器、64kB 的程序存儲器 、256B 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器、4 組 8 位的并行口、兩個 16 位的可編程定時/計(jì)數(shù)器、一個全雙工的串行口以及布爾處理器。 MCS51 的指令系統(tǒng)近乎完善，指令系統(tǒng)中包含了全面的數(shù)據(jù)傳送指令、完善的算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令、方便的邏輯操作和控制指令、對于編程來說，是相當(dāng)靈活和方便的。 8051 中集成了完善的各種中斷源，用戶可十分方便地控制和使用其功能，使得它的應(yīng)用范圍加大，可以說它可以滿足絕大部分的應(yīng)用場合。由于屬于芯片化的微型計(jì)算機(jī)，各功能部件在芯片中的布局和結(jié)構(gòu)達(dá)最優(yōu)化，抗干擾能力加強(qiáng)，工作亦相對穩(wěn)定。單片機(jī)屬于典型的嵌入式系統(tǒng)，所以它是低端控制系統(tǒng)最佳器件。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。 AT89C51 的主要特性⑴ 8031 CPU 與 MCS51 兼容⑵4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器(壽命：1000 寫/擦循環(huán) )⑶全靜態(tài)工作：0Hz24KHz⑷三級程序存儲器保密鎖定⑸128*8 位內(nèi)部 RAM⑹32 條可編程 I/O 線⑺兩個 16 位定時器/計(jì)數(shù)器⑻5 個中斷源⑼可編程串行通道⑽低功耗的閑置和掉電模式⑾片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 AT89C51 管腳功能MCS51 系列單片機(jī)芯片均為 40 個引腳，HMOS 工藝制造的芯片采用雙列直插（DIP ）方式封裝，其引腳示意及功能分類如圖 21:圖 21 MCS51 引腳圖MCS51 系列單片機(jī)的 40 個引腳中有 2 個專用于主電源的引腳，2 個外接晶體的引腳，4 個控制或與其它電源復(fù)用的引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。 GND：接地。它是地址總線低 8 位及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用口，可驅(qū)動8 個 TTL 負(fù)載。② P1 口(~) 為 8 位準(zhǔn)雙向 I／O 口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線(作為輸入時，口鎖存器必須置 1)，可驅(qū)動 4 個 TTL 負(fù)載。它是與地址總線高 8 位復(fù)用，可驅(qū)動 4 個 TTL 負(fù)載。④ P3 口(~) 為 8 位準(zhǔn)雙向 I／O 口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動 4個 TTL 負(fù)載。RST：復(fù)位輸入。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)。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。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。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 正弦信號發(fā)生器設(shè)計(jì)方案框圖單片機(jī)顯示電路按鍵電路數(shù)/模轉(zhuǎn) 換電路 放大電路波形輸出圖 31 設(shè)計(jì)方框圖 DAC0832 硬件簡介 管腳功能DAC0832 管腳功能如圖 32 所示。10V；* 直接的數(shù)字接口可以與任何一款單片機(jī)相連。有效時間應(yīng)大于 90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)；* ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；* Error!：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；* Error!：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由Error!、Error!的邏輯組合產(chǎn)生 LE2，當(dāng) LE2 為高電平時，DAC 寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2 的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC 寄存器并開始 D/A 轉(zhuǎn)換。* Rfb：反饋信號輸入線，改變 Rfb 端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；* Vcc：芯片工作電源，范圍為+5V～+15V；* VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF 的范圍為10V～+10V；* AGND：模擬信號地，為模擬信號和基準(zhǔn)電源的參考地；* DGND：數(shù)字信號地，為工作電源地和數(shù)字邏輯地； DAC0832 芯片與單片機(jī)硬件接口設(shè)計(jì)根據(jù)對 DAC0832 的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種連接方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。本設(shè)計(jì)采用的是直通連接方式。有時輸入的信號波形不是很好時，放大后也是失真的信號，這就會影響到所測信號的頻率，因此要經(jīng)過整形。表 31管腳號 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述1 VSS 0V 電源地2 VDD 電源電壓3 VEE 對比調(diào)整電壓4 RS H/L RS=“H”,表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示 DB7~DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)5 R/W H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7~DB0 R/W=“L”,E=“H→L” DB7~DB0的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR6 E H/L 使能信號：R/W=“L”,E 信號下降沿鎖存 DB7~DB0R/W=“H”,E=“H”DRAM 數(shù)據(jù)讀到D7~D07 D0 H/L 數(shù)據(jù)線8 D1 H/L 數(shù)據(jù)線9 D2 H/L 數(shù)據(jù)線10 D3 H