【正文】 頻率范圍1Hz～1KHz正弦波峰峰值1V 幅值可調(diào) 幅值可調(diào) 幅值可調(diào) 幅值可調(diào)頻率控制方式手動(dòng) 通過(guò)改變時(shí)間常數(shù)RC實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展要求：通過(guò)改變控制電壓實(shí)現(xiàn)頻率的壓控，壓控電壓范圍 0～3V6 系統(tǒng)框圖如圖 31 所示: 圖 31 低頻信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)框圖低頻信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)主要由 CPU、D/A 轉(zhuǎn)換電路、基準(zhǔn)電壓電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、按鍵和波形指示電路、電源等電路組成。 資源分配軟、硬件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中不可缺少的，為了滿足功能和指標(biāo)的要求，資源分配如下1．晶振采用 12MHZ；2．內(nèi)存分配P2 口與 DAC0832 的 DI0DI7 數(shù)據(jù)輸入端相連。 最小單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)AT89S5 功能特性概述 AT89S51 是 一 個(gè) 低 功 耗 ， 高 性 能 CMOS 8 位 單 片 機(jī) ， 片 內(nèi) 含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的 可 反 復(fù) 擦 寫 1000 次 的 Flash 只 讀 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 器 件 采 用 ATMEL 公 司 的 高 密 度 、非 易 失 性 存 儲(chǔ) 技 術(shù) 制 造 ， 兼 容 標(biāo) 準(zhǔn) MCS51 指 令 系 統(tǒng) 及 80C51 引 腳 結(jié) 構(gòu) ， 芯 片 內(nèi) 集 成 了 通 用 8 位 中央 處 理 器 和 ISP Flash 存 儲(chǔ) 單 元 ， 功 能 強(qiáng) 大 的 微 型 計(jì) 算 機(jī) 的 AT89S51 可 為 許 多 嵌 入 式 控 制 應(yīng) 用 系 統(tǒng)提 供 高 性 價(jià) 比 的 解 決 方 案 ?！?　 此 外 ， AT89S51 設(shè) 計(jì) 和 配 置 了 振 蕩 頻 率 可 為 0Hz 并 可 通 過(guò) 軟 件 設(shè) 置 省 電 模 式 。 同 時(shí) 該 芯 片 還 具 有 PDIP、 TQFP 和PLCC 等 三 種 封 裝 形 式 ， 以 適 應(yīng) 不 同 產(chǎn) 品 的 需 求 。 此外 ， AT89S51 設(shè) 計(jì) 和 配 置 了 振 蕩 頻 率 可 為 0Hz 并 可 通 過(guò) 軟 件 設(shè) 置 省 電 模 式 。 同 時(shí) 該 芯 片 還 具 有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三 種 封 裝 形 式 ， 以 適 應(yīng) 不 同 產(chǎn) 品 的 需 求 。　 　 GND： 接 地 。 當(dāng) P1 口 的 管 腳 第 一次 寫 1 時(shí) ， 被 定 義 為 高 阻 輸 入 。 在 FIASH 編 程 時(shí) ， P0 口 作 為 原 碼 輸 入 口 ， 當(dāng) FIASH 進(jìn) 行 校 驗(yàn) 時(shí) ， P0 輸 出 原 碼 ， 此 時(shí) P0 外部 必 須 被 拉 高 。 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(shí) ， 將 輸 出 電流 ， 這 是 由 于 內(nèi) 部 上 拉 的 緣 故 ?！?　 P2 口 ： P2 口 為 一 個(gè) 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(gè) TTL 門 電流 ， 當(dāng) P2 口 被 寫 “1”時(shí) ， 其 管 腳 被 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 拉 高 ， 且 作 為 輸 入 。 這 是 由 于 內(nèi) 部 上 拉 的 緣 故 。 在 給 出 地 址 “1”時(shí) ， 它 利 用 內(nèi) 部 上拉 優(yōu) 勢(shì) ， 當(dāng) 對(duì) 外 部 八 位 地 址 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 進(jìn) 行 讀 寫 時(shí) ， P2 口 輸 出 其 特 殊 功 能 寄 存 器 的 內(nèi) 容 。　 　 P3 口 ： P3 口 管 腳 是 8 個(gè) 帶 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 雙 向 I/O 口 ， 可 接 收 輸 出 4 個(gè) TTL 門 電 流 。 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 。 當(dāng) 振 蕩 器 復(fù) 位 器 件 時(shí) ， 要 保 持 RST 腳 兩 個(gè) 機(jī) 器 周 期 的 高 電 平 時(shí) 間 。 在FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳 用 于 輸 入 編 程 脈 沖 。 因 此 它 可 用 作 對(duì) 外 部 輸 出 的 脈 沖 或 用 于 定 時(shí) 目 的 。 如 想 禁 止 ALE 的 輸 出 可 在 SFR8EH 地 址 上 置 0。 另 外 ， 該 引 腳 被 略 微 拉 高 ?！?　 /PSEN： 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 選 通 信 號(hào) 。 但 在 訪 問(wèn) 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 這 兩 次 有 效 的 /PSEN 信 號(hào) 將 不 出 現(xiàn) 。 注 意 加 密 方 式 1 時(shí) ， /EA 將 內(nèi) 部 鎖 定 為 RESET； 當(dāng) /EA 端 保 持 高 電 平 時(shí) ， 此 間 內(nèi) 部程 序 存 儲(chǔ) 器 。　 　 XTAL1： 反 向 振 蕩 放 大 器 的 輸 入 及 內(nèi) 部 時(shí) 鐘 工 作 電 路 的 輸 入 。 AT89S51 的晶振及其連接方法CPU 工作時(shí)都必須有一個(gè)時(shí)鐘脈沖。一般常用第二種方法，其電路見圖 3(b)。CC2：使用石英晶體時(shí)，C1=C2=30（177。10）pF AT89S51 的復(fù)位使 CPU 開始工作的方法就是給 CPU 一個(gè)復(fù)位信號(hào)，CPU 收到復(fù)位信號(hào)后將內(nèi)部特殊功能寄存器設(shè)置為規(guī)定值，并將程序計(jì)數(shù)器設(shè)置為“0000H” 。89S51 為高電平復(fù)位，一般有 3 種復(fù)位方法。接通電源時(shí)ⅱ 手動(dòng)復(fù)位。ⅲ 自動(dòng)復(fù)位。圖 34 為最簡(jiǎn)單的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位方法。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下，CPU 停止工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。(2)IOUT1：模擬電流輸出端 1。(4) Rfe：反饋電阻引出端，DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 Rfe 端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。V REF端與 D/A 內(nèi)部 T 形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。(7) GND（3 腳）：模擬量地，即模擬電路接地端。 當(dāng) WR2 和 XFER 同時(shí)有效時(shí)，8 位 DAC 寄存器端為高電平“1” ，此時(shí) DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是輸入寄存器 Q 端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第一級(jí) 8 位輸入寄存器 Q 端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級(jí) 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入11方式，即把兩個(gè)寄存器都分別接成受控方式制作低頻信號(hào)發(fā)生器有許多方案：主要有單緩沖方式，雙緩沖方式和直通方式。而雙緩沖方式適用于在需要同時(shí)輸出幾路模擬信號(hào)的場(chǎng)合，每一路模擬量輸出需一片 DAC0832 芯片，構(gòu)成多個(gè) DAC0832 同步輸出電路，程序簡(jiǎn)單化，但是電路線路連接比較復(fù)雜。②工作原理DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。 DAC0832 與反相比例放大器相連，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號(hào)的極性與參考電壓的極性相反，數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 Vout1=Vref（數(shù)字碼/256）若 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出為雙極性，如圖 36 所示。其原理是將 A2的輸入端 Σ 通過(guò)電阻 R1與參考電壓 VREF相連，V REF經(jīng) R1向 A2提供一個(gè)偏流 I1，其電流方向與 I2相反，因此運(yùn)算放大器 A2的輸入電流為 II 2之代數(shù)和。12 圖 37 LM324 原理圖 管腳圖LM324 時(shí)四運(yùn)放集成電路 ，它采用 14 腳雙列直插塑料封袋，外形上圖所示。每一組運(yùn)算放大器可用圖中所示的符號(hào)來(lái)表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中“+” 、 “”為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+”、 “V”為正、負(fù)電源端， “OUT”為輸出端。LM324 的引腳排列見圖 7。 13 軟件設(shè)計(jì)上，根據(jù)功能分了幾個(gè)模塊編程。顯示波形模塊是利用 DAC0832 的 8 位特點(diǎn)，把波形的數(shù)據(jù)以 8 位數(shù)據(jù)的形勢(shì)送進(jìn) CPU 中，只要一按鍵就能顯示波形。通過(guò)按鍵可以以任意循環(huán)方式輸出不同波形，數(shù)碼管上顯示的數(shù)字分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的波形。 開始KEY1 按下 1 次 輸出方波KEY1 按下 3 次KEY1 按下 2 次KEY1 按下 4 次 N N N N NYYYY 輸出三角波 輸出鋸齒波 輸出正弦波14 方波程序流程圖圖 42 方波程序流程圖方波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 4000H，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0 時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)模擬量，然后延時(shí)，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0FFH 時(shí)，同樣輸出對(duì)應(yīng)模擬量，再延時(shí)，從而得到方波。 鋸齒波程序流程圖 開始 0 0 H → A（ A ） → 0 8 3 2 輸出（ A ） = F 0 H ？A + 1 → A置 D A C 0 8 3 2 口地址 4 0 0 0 HNY 圖 44 鋸齒波程序流程圖鋸齒波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 4000H，然后將 00H 送入寄存器 A 中，DAC0832 輸出 A 中的內(nèi)容，當(dāng) A 中的內(nèi)容等于 F0H 返回開始，當(dāng) A 中的內(nèi)容不為 0FH 時(shí)，A 中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。 波形準(zhǔn)確并且平滑。通過(guò)調(diào)試，波形無(wú)明顯失真，且基本符合本設(shè)計(jì)的基本要求。 示波器測(cè)試的波形測(cè)試結(jié)果如圖所示:方波： 三角波： 17鋸齒波： 正弦波: 圖 51 各波形圖 以上就是該設(shè)計(jì)所得出的波形圖，可以看出，波形準(zhǔn)確并且平滑。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成和論文的完成要感謝很多人。感謝劉世熙老師，給我進(jìn)行了很多的輔導(dǎo)，不僅在技術(shù)上給了我很大幫助，也在系統(tǒng)需求和設(shè)計(jì)方面給予了我很大幫助。劉老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。我對(duì)劉老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。經(jīng)過(guò)近半年的鍛煉和學(xué)習(xí),我學(xué)到了許多書本上沒(méi)有的18知識(shí),從方案的論證、課題的選擇、電路原理，到電路上元器件的焊接、電路的調(diào)試，程序的編寫，調(diào)試下載，一步步，我收獲很大。這中間，我遇到了許多困難，在老師的幫助下，一個(gè)個(gè)也都戰(zhàn)勝了。這項(xiàng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)用，想比其他低頻信號(hào)發(fā)生器穩(wěn)定而且價(jià)格低廉。比如頻率的可調(diào)范圍不怎么理想，能輸出的波形不怎么多。這是我希望看到的也正是我進(jìn)行此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。在19這段過(guò)程中我下載了許多有關(guān)文獻(xiàn)同時(shí)也到圖書館翻閱了許多相關(guān)資料，對(duì)于設(shè)計(jì)進(jìn)度也是先安排學(xué)習(xí)后進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)然在設(shè)計(jì)過(guò)程中也是不斷學(xué)習(xí)的，這些所學(xué)到的知識(shí)是很珍貴的。今后我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)，完成更多更先進(jìn)的設(shè)計(jì)。 // 1 2 3 4 /*unsigned char code 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